166

Симбиоз

Часть 1


Часть 2

Часть 3. Как бактерии превращаются в органеллы


После приобретения митохондрий и пластид эукариоты вовсе не утратили способности к заглатыванию и "приручению" бактерий. Этот процесс продолжается и по сей день. Многие одноклеточные эукариоты (амебы, инфузории и другие) прямо-таки нашпигованы всевозможными симбиотическими прокариотами. Например, инфузории, обитающие в рубце жвачных, и жгутиконосцы, населяющие кишечник термитов, содержат в своей цитоплазме симбиотических бактерий, помогающих им переваривать клетчатку (целлюлозу). Такие симбиотические системы напоминают матрешку: в корове — инфузории, в инфузориях — бактерии.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Зачем корова так тщательно пережевывает траву? Очень просто: кусочки травы должны стать достаточно маленькими, чтобы их могли проглотить симбиотические инфузории. Но и инфузория сама не может переварить целлюлозу и перепоручает это непростое дело своим собственным симбионтам — бактериям.


Иногда бактерии и сами проявляют инициативу, изобретая различные способы проникновения в клетки эукариот. В этом случае велика вероятность того, что внутриклеточная бактерия станет не полезным симбионтом, а вредным паразитом. Впрочем, независимо от того, как будут складываться взаимоотношения внутриклеточных бактерий с хозяином, судьба их в некотором смысле предопределена.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Жизнь внутри чужой клетки способствует постепенному упрощению и деградации. Внутриклеточные бактерии начинают идти по тому же пути, по которому когда-то прошли митохондрии и пластиды, то есть теряют свои гены, становятся все более зависимыми от хозяина и постепенно превращаются из самостоятельных организмов в нечто, очень напоминающее органеллы. У одних внутриклеточных бактерий этот процесс зашел уже очень далеко, у других он только начинается.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Мы рассмотрим два самых крайних случая, в одном из которых внуктриклеточная бактерия, можно сказать, еще даже не начала упрощаться и терять гены, а в другом — практически уже стала органеллой, побив все рекорды генетической дегенерации.


Первая из двух рекордсменок — бактерия Ruthia magnified, внутриклеточный симбионт, обитающий в тканях двустворчатого моллюска Calyptogena magnifica.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Этот симбиотический "сверхорганизм" обитает на дне моря на большой глубине вблизи гидротермальных источников. Надо сказать, что дно океанов на глубине нескольких километров обычно довольно пустынно, и вовсе не потому, что живые организмы не выдерживают высокого давления. Лимитирующим фактором является пища: свет сюда не проникает, фотосинтез невозможен, и донные животные могут питаться лишь теми скудными крохами, которые падают сверху, из освещенных слоев воды, где жизнь гораздо богаче.

Однако там, где из морского дна просачивается сероводород или метан, расцветают настоящие оазисы жизни. Существуют они за счет хемоавтотрофных бактерий, окисляющих H2S и СН4 при помощи кислорода.


Тут я прошу на минуту отвлечься и осознать: они едят сероводород и метан! 

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Выделяющуюся в ходе этой химической реакции энергию бактерии используют для синтеза органических веществ из углекислого газа. Все животные, обитающие в гидротермальных оазисах (черви, моллюски, креветки), либо питаются этими бактериями, отфильтровывая их из воды, либо вступают с ними в симбиоз, поселяя бактерий на поверхности своего тела или даже внутри него. Сообщества морских гидротерм интересны тем, что они, в отличие от большинства других экосистем, существуют за счет энергии земных недр, а не солнечного света. Они почти независимы от окружающей биосферы, если не считать того, что кислород, образуемый где-то там наверху фотосинтезирующими организмами, им все-таки необходим.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Автотрофные внутриклеточные симбионты гидротермальных животных по своей функциональной роли напоминают пластиды. Разница лишь в источнике энергии, используемой для синтеза органики: пластиды используют солнечный свет (то есть являются фотоавтотрофами), а гидротермальные бактерии — энергию химических реакций (хемоавтотрофы).

Гигантский моллюск Calyptogena magnifica был одним из первых гидротермальных животных, описанных в научной литературе (его описали в 1980 году, вскоре после открытия глубоководных гидротерм). Пищеварительная система моллюска сильно редуцирована, и почти все необходимое он получает от живущего в его клетках бактериального симбионта.

Как выяснилось, у Ruthia magnifica, несмотря на внутриклеточный образ жизни, генетическая дегенерация зашла совсем недалеко. Размер генома бактерии — 1,2 млн пар нуклеотидов. Для свободноживущих бактерий это маловато, но для внутриклеточных — очень много (больше, чем у всех прочих внутриклеточных бактерий с прочтенным геномом). У Ruthia magnifica, судя по набору генов, сохранились все метаболические пути, характерные для свободноживущих хемоавтотрофов. У нее присутствуют, например, все гены, необходимые для фиксации С02, для окисления восстановленных соединений серы, для синтеза различных кофакторов и витаминов, а также всех 20 аминокислот (в этом отношении Ruthia превосходит всех остальных изученных внутриклеточных микробов).

Анализ генома подтвердил, что бактерия, как и предполагалось, фиксирует неорганический углерод при помощи несколько искаженного цикла Кальвина, а энергию для этого получает за счет окисления соединений серы. Когда сероводород имеется в избытке, бактерия окисляет его до серы, которая в виде гранул хранится в бактериальных клетках "на черный день". Эти запасы впоследствии могут использоваться для дальнейшего окисления (до сульфита, а затем и до сульфата, который выводится из клетки специальными белками-транспортерами). В геноме бактерии имеются все необходимые гены для осуществления этих реакций.

Моллюск-хозяин активно снабжает своего симбионта необходимой ему пищей: в крови моллюска обнаружен особый цинк-содержащий белок, предназначенный для связывания и транспортировки сероводорода. У бактерии есть также полный набор генов, необходимых для кислородного дыхания. Это означает, что микроб, как и предполагалось, использует в качестве окислителя кислород, которым его тоже обеспечивает хозяин. Имеются также наборы генов для таких важных метаболических путей, как гликолиз и цикл Кребса. Все это есть и у хозяина, и бактерия могла бы просто брать готовые продукты извне, однако не делает этого.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Бактерия снабжает своего хозяина аминокислотами и витаминами. Кроме того, она способна утилизировать отходы его жизнедеятельности, такие как аммоний. Это вещество бактерия всасывает из тканей хозяина и использует к обоюдной пользе, например, для синтеза тех же аминокислот.

Главной особенностью Ruthia magnifica, конечно, является ее удивительная биохимическая самостоятельность. Такого полного набора генов, необходимых для основных биохимических процессов, свойственных свободноживущим хемоавтотрофам, ни у одной другой внутриклеточной бактерии не обнаружено. По-видимому, симбиотическая система Calyptogena magnifica — Ruthia magnifica находится на ранней стадии эволюционного становления и симбионт еще не успел далеко продвинуться по пути неизбежной в его положении деградации.

Противоположный пример, показывающий, как далеко может зайти микроб по пути превращения в органеллу, дает бактерия Carsonella. Карсонелла живет в клетках листоблошек — мелких, похожих на тлей насекомых, питающихся исключительно соком растений.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Как и другие насекомые, придерживающиеся этой более чем скромной диеты (например, тли и клопы), листоблошки обзавелись бактериальными помощниками, которые синтезируют для них необходимые вещества, отсутствующие в растительном соке, в первую очередь аминокислоты. Тут вернее будет сказать, что удачный симбиоз оказался решающим фактором, который позволил листоблошкам (и другим насекомым) перейти на питание чистым растительным соком. Предполагается, что перед тем, как стать внутриклеточными симбионтами, предки карсонеллы жили в кишечнике насекомых.

У карсонеллы наблюдаются все три основных признака генетической деградации, свойственной внутриклеточным бактериям: сокращение генома в результате потери почти всех некодирующих участков ДНК и значительной части генов, резкое преобладание в ДНК нуклеотидов А и Т и, соответственно, низкое содержание Г и Ц и быстрая молекулярная эволюция, то есть повышенный темп изменения ДНК в ряду поколений.

По первому и второму пункту карсонелла побила все прежние рекорды. Ее геном втрое меньше, чем у архей Nanoarchaeum equitans, которая живет в гидротермальных источниках и паразитирует на другой архее — Ignicoccus (Это единственный случай, когда один прокариотический организм является облигатным (обязательным) паразитом другого)— и одной из разновидностей бактерии Buchnera, внутриклеточного симбионта тлей. У этих двух прокариот размер генома составляет 450-490 тысяч пар нуклеотидов (т.п.н.), и раньше именно они считались рекордсменами генетического упрощения. Карсонелла с ее 160 т.п.н. оставляет конкурентов далеко позади.

Симбиоз Александр Марков, Биология, Эволюция, Длиннопост

Геном карсонеллы по размеру вполне сопоставим с геномом митохондрий. Типичные размеры митохондриальных геномов: 40-100 т.п.н. у низших эукариот, 200-400 т.п.н. у растений, 15-20 т.п.н. у животных.


Само собой разумеется, что карсонелла не может жить вне клеток хозяина и передается только вертикально — от матери к ее детям (как и митохондрии). Сохранившихся у карсонеллы генов явно недостаточно для поддержания ее жизни — даже с учетом того, что она может пользоваться всеми благами внутриклеточного существования. Очевидно, что специализированные хозяйские клетки — бактериоциты — целенаправленно поддерживают жизнь симбионтов. Вполне возможно (хотя и не доказано наверняка), что многие гены, утраченные предками карсонеллы, были перенесены в геном хозяина, где они продолжают функционировать, обеспечивая бактерию необходимыми веществами извне. Как мы помним, именно это произошло когда-то с генами предков митохондрий.

Найдены дубликаты

Перейти в случайный пост
+5

Самый дичайший симбиоз - это лишайники. Чтобы грибы сумели внутри себя вырастить водоросли, и всё это в условиях жизни типа "пиздец" - это надо очень долго дрочить эволюцию. А ведь там жизнь меедленная, да там даже ультрафиолета нет, чтобы ДНК мутировала.

раскрыть ветку 1
+5

Дальше я покажу ещё более дикие примеры симбиоза.

Кстати, для мутаций ультрафиолет не обязателен. Более того, сейчас появились данные, что бактерии в плохих условиях могут запускать механизмы, ускоряющие мутации.

И об этом тоже есть у Маркова в "Рождении сложности".

+6

Продолжай, я заинтересован.

Иллюстрация к комментарию
+3

Спасибо за такие посты

раскрыть ветку 15
+13

Мне кажется, раз это мне интересно, то и ещё кому-то интересно будет. )

раскрыть ветку 14
+4

Подскажите ссылку - как происходит деление клеток с такими включениями.

Как я понимаю  - два набора днк предполагает два механизма репликации и синхронизацию что удивительней всего

раскрыть ветку 6
+2
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку 6
+1
Они почти независимы от окружающей биосферы, если не считать того, что кислород, образуемый где-то там наверху фотосинтезирующими организмами, им все-таки необходим

Эм, сами-то бактерии ведь анаэробы? И всякие там гребневики тоже.

раскрыть ветку 2
+1

Нет. Бактериям нужен кислород. Это единственное, что им нужно с поверхности.

раскрыть ветку 1
+1

Нужен тиобактериям, но есть ведь ещё всякие метаногены, сульфатредукторы и т.п. В микробную ассоциацию гидротермального поля Лост Сити входят Thiomicrospira sp, Sulfospirillum arcachonense, Marinosulfonomonas methylotropha, Anaerovirgula multivorans, Rhodobacterales, Alteromonas marina, Vibrio tubiashii, Geosporobacter subterrenus и Desulfotomaculum halophilum. Аэробов меньше половины (хотя по общей биомассе тиобактерии, может, и лидируют, особенно если приплюсовать метанотрофов).

+1
Автору большое спасибо за интересный пост! Хотелось бы немножко больше схем иллюстрирующих написанное
+1

Очень понравилось. Сегодня прочитаю начало обязательно.

0

А как Атомы превращаются в клетки?

раскрыть ветку 4
+3

Ну, тут просто (даже физик вроде меня может объяснить, по крайней мере, до этого момента мир был чисто неорганическим и ничего, кроме физики не было... ну, еще химия, но по большому счету, это раздел физики ). Атомы собираются в молекулы, потом - в молекулярные комплексы. Там разные виды взаимодействия, но заостряться на этом не стану. В первичном бульоне количество химических реакций велико, и устойчивость комплекса к среде зависит от химинертности его внешней оболочки. Потом она станет мембраной. Ну и остается один шажок: воспроизведение. Это та супермолекула, которая способна поглощать атомы извне и встраивать в себя. Так она растет, но есть предел массы, когда устойчивость падает, и энергетически выгоднее развалиться на части. Процесс случайный, но его повторение приведёт к тому, что лучше всего себя проявят те, кто развалится на две равные части. Вот вам и деление - т.е. размножение. Практически, прототип клетки уже готов. А дальше начнется эволюция, а физика пасует...

раскрыть ветку 3
+3

Не очень понятно...но хоть в теории.

Блин, вот почему в школах не объясняют этого? Идиотом себя чувствуешь,хоть и учился на пятерки.   Связь химии с физикой - изучено,  физики с математикой - изучено...

Но биология где-то вдали заблудилась.

раскрыть ветку 2
Похожие посты
64

Как млекопитающим регенерировать, а графену улучшить квантовые вычисления. Дайджест новостей науки за неделю

Каждый понедельник делаем подборку из самых интересных новостей науки и рассказываем о них подробнее. Смотрите видео или включайте фоном как подкаст.

В этом выпуске мы рассказываем как изменились мозги млекопитающих и птиц через 300 миллионов лет эволюции; где обнаружена вода в жидком состоянии на Марсе; что нужно для регенерации кожи млекопитающих; как личинки мух помогут от сельскохозяйственных болезней и как графен улучшил болометры для квантовых измерений?

Содержание ролика:

00:37 Эволюция мозга млекопитающих и птиц

03:16 Озера на Марсе

05:53 Регенерация кожи

07:35 Личинки мух могут бороться с сельскохозяйственными болезнями

09:19 Графен улучшил свойства болометров для квантовых измерений


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе)

56

Как одомашнить котика? Онлайн-лекция Ивана Затевахина

- Каким путем шла эволюция кошачьих?

- Можно ли считать котиков одомашненным видом?

- Почему кошачьи - идеальные хищники?

1928

Почему эволюция - это факт

Ответы на популярные вопросы креационистов о ней.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Я не буду перечислять все доказательства, многие из которых и так проходят в 11 классе. Я перечислю только те, которые отвечают на самые популярные вопросы скептиков.

"Откуда учёные вообще взяли эти миллионы лет?"


Люди с поверхностными знаниями об этой теме часто считают, что для определения возраста динозавров и прочих доисторических животных используют радиоуглеродный анализ. Они говорят, что после смерти животного радиоактивный углерод в нём распадается, и известно, с какой скоростью. Так по степени его распада устанавливают, сколько времени прошло.

Но на самом деле этот метод пригоден только для недавних ископаемых, так как данный углерод распадается относительно быстро.

Возраст динозавров обычно определяют по анализу других изотопов, например, бериллия -10. Хотя видов анализов много, их результаты сходятся на одних и тех же возрастах у одних и тех же окаменелостей. Благодаря им мы знаем, что динозавры вымерли 65 миллионов лет назад, а появились 243-233,23 млн лет назад.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Наши предки, первые млекопитающие появились 216 млн лет назад, и далее жили в тени динозавров, пока тех не убил катаклизм.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

А рыбы выползли на сушу 380 млн лет назад

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Это ископаемый тиктаалик.


"Возможно ли вообще, чтобы из примитивной обезьяны сформировался такой разумный, прекрасный человек? Или вообще из одноклеточного? Вас это не искорбляет?"


А вас не искорбляет, что когда-то вы были зиготой? Одноклеточным?

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Наш онтогенез доказывает, что превращение примитивного одноклеточного в сложное позвоночное с развитым мозгом не противоречит законам биологии.


"Почему учёные не повторят в лабораторных условиях эволюцию, если она есть?"


Учёные успешно делают это с бактериями и другими микроорганизмами.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Но размножение микробов происходит гораздо быстрее, чем у макро- животных, поэтому эволюция макро длится миллионы лет, и повторить ее в лаборатории не возможно. Однако научные факты не обязательно требуют экспериментального подтверждения. Таковы, например, многие данные астрономии и лингвистики. Есть другие виды доказательств, и у эволюции их предостаточно. Вы знаете их из школьной программы 11 класса.

"Почему животные-родители не убивали уродов с мутациями?"


Анти - эволюционисты представляют появление нового вида так: у животного родилось другое животное. Для матери оно - урод, и мать убивает/отказывается от него. Но на самом деле все происходило не так. Вот вам пример. Антилопы эволюционировали - у них удлиннились ноги.

Есть такое явление, как изменчивость - это значит, что все особи разные. Сначала за счёт изменчивости у одних антилоп ноги были на сантиметр длиннее, у других-короче. От хищников удавалось убежать тем антилопам, у которых длиннее ноги, от чего эти животные быстрее. Их потомство было длинногое, но так же с изменчивостью - у одних были ноги короче, чем у родителей, у других- длинее. Из них тоже выжили самые длинногие, их ноги были длиннее, чем у родителей.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Отбор шел в каждом следующем поколении. Миллионы лет. Так со временем у антилоп удлиннились ноги.


Нужно помнить, что изменения происходили очень долго, постепенно. Не рождается у обычной антилопы длинноногая антилопа - урод, которую мать убивает за это. Рождается антилопа с ногами на 1 см длиннее. Мать это даже не заметит.


"Почему нет никаких переходных звеньев?"


Креационисты считают, что их нет.

Многие из этих людей считают, что возможно только изменение в пределах одного вида. Вот такой пример. Кто это?

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Это козочка. Но мы вывели это существо в пределах нескольких столетий, а виды эволюционировали десятки миллионов лет. Изменения должны быть куда масштабнее. Этого достаточно, чтобы сформировались другие виды. И это доказывают переходные звенья. Вот мой любимый пример - происхождение китов.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Сильное изменение? Сильное. Наземные животные стали подводными. Вы можете проследить постепенные изменения - например, как нос перемещался на лоб. Какая между ними связь, скажете вы? А дело в том, что их возраст показывает, что именно в таком порядке они существовали. Если бог создал всех один раз, откуда эти постепенные изменения? Было много актов творения? Если это никак не связанные скелеты, то почему возраст окаменелостей говорит, что сначала был один вид, потом чуть изменившийся второй, потом чуть изменившийся третий и так далее, а не первый, и потом резко отличающийся десятый, а потом третий, и потом двенадцатый и всё в таком духе?


"Почему нет переходных звеньев-недоделок? "


Эволюция не думает наперед. Она отбирает самое совершенное существо в настоящее время. Каждый этап перехода от одного существа к другому приспособлен к жизни в его время. Например, как динозавры стали птицами. Сейчас известно, что они были теплокровными, а тероподы были пернатыми.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Учёные изучили, какие мутации и в каком порядке породили перья, но это сейчас не важно. Первый этап - перья возникли для сохранения тепла. Второй этап - для брачных игр удлиннились перья на передних лапах. Третий этап - они ещё увеличились, помогая продлевать прыжок и рулить на бегу. Четвертый этап - у древесных динозавров они пригодились для прыжков с дерева на дерево. Так они научились планировать. А потом и летать. Известно дофига переходных звеньев, но как видите, все они совершенны для своего времени. Это важнейший закон эволюции.



"Эволюция - всего лишь теория."



В простонародье слово "теория" могут употреблять в значении "гипотеза","предположение". На самом деле теория - система связанных знаний. Эти знания могут быть доказанными фактами, как в теории эволюции.



"Почему сейчас обезьяна не становится человеком?"



Начнем с того, почему предки человека стали людьми. Они были вытеснены в саванну. Адаптация к новым условиям жизни происходила за счёт развития интеллекта - с его помощью люди охотились, используя орудия, в чем им так же помогало прямохождение и свободные руки.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Остальные человекообразные обезьяны не живут в саваннах, их окружающая среда движет их эволюцию по другому пути. Каждое существо адаптируется к выживанию по-своему и не все стремятся развить именно мозг. Например, примат руконожка развила длинный средний палец, чтобы доставать им насекомых из деревьев. Вот, как она предпочла эволюционировать, чтобы выжить.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост
Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Горилла ест траву, ей не нужно охотиться.

Почему эволюция - это факт Эволюция, Биология, Наука, Животные, Антропогенез, Происхождение видов, Антилопа, Научпоп, Длиннопост

Она развила мышцы, и сможет с их помощью защититься от хищников. Зачем ей развивать мозг до нашего уровня? У нее мозг развит достаточно, чтобы общаться с сородичами. Ей этого хватает для выживания. Возможно, какой-то вид обезьян по другим биологическом причинам стремится развить мозг до нашего уровня. Но даже тогда мы этого не увидим, так как эволюция длится миллионы лет.


"Человек произошел от обезьяны или от общего предка с обезьяной?"


Не правда не первое, не второе. Человек остался обезьяной. По биологическим признакам учёные классифицируют нас как узконосых обезьян.



"Вы знаете, что переходные звенья между человеком и обезьяной - подделки?"


Существовал поддельный череп(пилтдаунский человек), которого собрали из черепов орангтутанга и человека. Но к ископаемому относились подозрительно, ведь ученые просчитали по другим черепам, как со временем череп должен был изменяться в процессе эволюции, и пилтдаунский человек в эту модель не вписывался. Фторный анализ возраста окаменелостей и генетический анализ подтвердил, что это подделка. Подделать ДНК и возраст скелетов нельзя, и остальные окаменелости успешно прошли эту проверку. Истинных окаменелостей наших предков очень много и они соответствовали прогнозам ученых. Прогнозам о том, какие переходные звенья должны быть между определенными видами и какой возраст они должны иметь. Учёные предсказали это на основе генетического древа и затем нашли данные ископаемые в соответвующих слоях земной коры. Такие же эволюционные прогнозы делали с другими животными, и они подтвержались. Это доказывает, что эволюция - факт.

Показать полностью 24
1181

Эволюция от молекул до человека. Введение

Этот пост как бы открывает запланированную мной серию постов об истории развития всего живого. Если в теме разбираетесь,  то тут ничего нового не найдёте, только основы основ основ, значения терминов и немного про Дарвина.


Начнём со стандартной картинки:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Шимпанзе наш ближайший эволюционный родственник (из ныне живущих)  с совпадающим на 99% генетическим профилем. Многих эта цифра удивляет - всего 1% разницы, как так?


Дело в том, что бОльшая часть генетического кода отвечает за внутриклеточную молекулярную кухню, общую для всех эукариотов. Поэтому у нас с бананом около 50% общих генов, и эта цифра наглядно отражает тот факт, что у всех животных и растений когда-то был общий одноклеточный предок.

Но я немного отвлёкся. Словосочетание "теория эволюции" состоит из двух слов "эволюция" и "теория". Так вот, с этими словами по отдельности и соответственно с их симбиозом у многих есть непонятки.


Что такое эволюция? Это изменение чего-то во времени. В случае биологической эволюции это изменение всего живого, но не в процессе развития отдельных особей в течение жизни, а в поколениях.


То, что эволюция является доказанным фактом, мало кто отрицает в наше время. Доказательства у нас под ногами -  если в прямом смысле слова копнуть поглубже, то окажется что в древних стоях животные выглядят малость (или не малость) по другому.


Гигантские ленивцы:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Гигантские стрекозы (тут естественно макет):

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Древние камбалы, один глаз у которых ещё не переполз на другую сторону, но уже начал:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

А если совсем глубоко копнуть, то там всё ну совсем другое:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Это эпоха под названием Кембрий, когда в мире животных грянул так называемый кембрийский взрыв (тут хоть отдельный пост пили, но я обойдусь ссылкой для пытливых).


В общем идея такая - виды меняются со временем, вымирают, появляются, одним словом, эволюционируют. Это и есть эволюция видов, с ней вроде как разобрались.


Теперь "теория". Тут имеет место один крайне печальный момент. В общепринятом значении теория означает "предположение". Типа у меня есть теория, что это сосед сверху тырит картофан из подъездного ящика (рил стори...). Поэтому часто можно услышать что ТЕОРИЯ ЭТО ВСЕГО ЛИШЬ ТЕОРИЯ.


Однако в науке термин "теория" означает не предположение, а буквально "как это работает/устроено". По сути, перечень всех знаний о неком явлении. А вот гипотеза - это уже обоснованное предположение.


Например, теория устройства солнечной системы когда-то включала в себя гипотезы ГЕЛИОцентрического и ГЕОцентрического устройства, потом одна из гипотез подтвердилась и вошла в теорию как факт (на картинке одно из самых ранних обоснований ГЕЛИОцентрической гипотезы на основе траекторий планет).

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Причём теория НЕ превращается в закон после подтверждения, как многие думают, а по определению остаётся теорией, то есть сводом всех знаний о явлении.


Помимо прочего, любая научная теория обязана объяснять существующие факты и давать проверяемые предсказания. Это главные признаки научной теории, которые отличают её от всякой псевдонаучной ерунды. Поэтому когда всякие личности в интернете пытаются опровергать существующие научные теории, рекомендую в первую очередь спрашивать -"а какие новые проверяемые предсказания эта новая теория даёт?". Обычно этот вопрос ставит опровергателей в тупик.


Например, теория эволюции на заре своего появления давала предсказание о существовании в прошлом неких переходных форм (хотя это определение весьма условно) для всех животных, которое в итоге многократно подтвердилось, в том числе и для человека.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Сейчас не существует вида с более подробной "летописью", чем Homo Sapiens, однако до сих пор можно услышать вопросы типа "а где переходная форма между двумя этими переходными формами?". Где-где, лежит в отложениях эпохи палеолита, лопату в руки и вперёд...

Итак, мы выяснили, что фраза "теория эволюции" означает "свод знаний о том, как работает эволюция видов".  По сути, она вмещает всё, что человечество знает о таком замечательном явлении как изменение видов во времени. А на картинке эволюция кита, как пример реконструкции эволюционных изменений на основе прекрасно сохранившихся останков:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Основу понимания процесса эволюции видов заложил сам Чарльз Дарвин, рассказавший миру о замечательной тройке, везущей эволюционную колесницу: наследственности, изменчивости и отборе.


Жизнь и эволюция пара не разлей вода. Даже определение , которое использует NASA в задачах поиска жизни во Вселенной, звучит так -  «жизнь есть самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Дарвиновская эволюция это в первую очередь наследственность и изменчивость. То есть жизнь, при всём своём возможном разнообразии, сводится к химической системе, обладающей наследственностью и изменчивостью (про отбор я не забыл, он немного особняком).


Наследственность подразумевает способность организма передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение. Даже если это одна молекула - а жизнь видимо началась именно с отдельных молекул - это способность создавать копии самой себя. И копия тоже будет уметь делать свои копии, ведь она копия молекулы, которая умеет делать копии. Тут всё предельно просто (на самом деле нет: статья для пытливых).

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

комикс о молекулярной эволюции, которому около 4 млрд лет


Если рассмотреть ситуацию в перспективе, сразу ясно, зачем в эволюции изменчивость, ведь не обладай жизнь этим свойством, всё так бы и остановилось на маленькой молекуле, которая катализирует создание собственных копий. И она бы спокойно копировала себя, пока пока хватает ресурсов и пока стабильна среда.


Однако если привычный ресурс кончается или как-то меняется среда, может оказаться, что молекула в новых условиях неэффективна или вовсе неспособна к самокопированию. Но неизбежные ошибки при копировании породят молекулы, которые отличаются от исходной - это и есть изменчивость. Возможно ошибка будет критической для способности к самокопированию - тогда тупик. А если нет, то возможны варианты, когда ошибка изменит структуру молекулы в стороны большей устойчивости или активности.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

на картинке представитель молекул РНК, которые предположительно дали старт дарвиновской эволюции


Логика наследственности и изменчивости у отдельной молекулы так же применима для сложных многоклеточных организмов. Собственно, у них носитель генетической информации это тоже одна молекула, только побольше. И свойства организма сводятся не только к умению копировать свою генетическую информацию. Поэтому сценарии эволюции у них сложнее и интереснее.


Минутка познавательного: размотанная нить ДНК из всего 1 клетки нашего организма имеет длину 1,74 метра, а так как тело человека состоит примерно из 100 000 000 000 000 клеток, общая длина молекул ДНК всех клеток одного человека около 200 миллиардов километров, что примерно в тысячу раз больше расстояния от Земли до Солнца.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Ну и про отбор, который бывает естественный, а бывает искусственный. Дарвин писал свои труды на английском, и в оригинале использовал понятия "selection" и "natural selection", то есть "селекция" и "натуральная селекция". Это и была основа его логики -  в природе происходит натуральная селекция, аналогичная по сути селекции, которую осознанно или не очень производит человек, когда выводит породы животных и сорта растений, отбирая в каждом поколении те из них, которые обладают нужным признаком.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

В природе отбор неизбежен, потому что не бывает ничего бесконечного в нашем материальном мире (кроме последнего месяца службы в армии - прим. автора). Любой организм, даже помещённый в сколь угодно идеальные условия для жизни и размножения, в конце концов упирается в некую планку.


Даже компьютерные программы, вирусы или эмуляции, заполнив всю имеющуюся в их распоряжении компьютерную память окажутся в ситуации, когда размножаться некуда, ибо ресурс "свободная память" закончился. Тогда преимущество получат программы, которые приобретут способность стирать/освобождать занятую память для своих копий (если они, конечно, способны к дарвиновской эволюции с изменчивостью).


Ну а живые организмы сталкиваются с ограниченностью еды, территории, доступных партнёров для размножения. Всё ограничено и за всё приходится конкурировать. А ещё есть условия среды, которые бывает меняются не просто, а глобально. Причём иногда настолько резко, что эволюция просто разводит руками.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Ещё важный момент. Наличие отбора порождает понятие приспособленности особи, которое измеряется в количестве оставленного потомства. Если знаете фарзу "выживает сильнейший", срочно её забывайте, потому что в оригинале выживает именно самый приспособленный.


Причём с точки зрения эволюции неважно, за счёт чего организм оставил больше потомства (а значит копий своих генов) - за счёт хитрости, скорости, умения нравиться самкам или оплодотворения всего, что движется. Главное, что после смерти хозяина копии его генов, остаются в популяции, и чем больше их осталось, тем лучше (а кому лучше?).


Представьте, жизнь прошла эволюционный путь длиной 4 млрд лет, а некоторые гены, появившиеся в те времена и оказавшиеся наиболее эффективными, передались по эволюционной цепочке нам с вами, и трудятся на благо своих организмов и за счёт них несут свои копии дальше в историю.


Более подробно об этих 4 миллиардах лет - в следующих постах. Нетерпеливым - читать книги "Хлопок одной ладонью" Кукушкина и "От атомов к древу" Ястребова.


Мои предыдущие посты на тему эволюции:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция

Разбираемся с теорией эволюции (ч. 1)

Разбираемся с теорией эволюции - 2. Чудесный язык дятла

Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2)

Номинация "Эволюционная перспектива"

Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 3)

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version)

PS Сейчас на пикабу проходит эксперимент по поддержке авторов #comment_162454986.

Для желающих сказать "спасибо" автору в денежном эквиваленте номер карты Сбера - 4274 3200 4968 4171 или ссылка на Яндекс-кошелек - https://money.yandex.ru/to/410012168692324.

Показать полностью 12
164

С Дробышевским - по стоянкам древних людей

Древние люди жили в самых разных местах. И места эти они выбирали не просто так! У нас есть возможность, не выходя из дома, увидеть ландшафты, в которых жили наши предки - от австралопитеков до современности.


А проводит нас в мир древнего человека Станислав Дробышевский – антрополог, кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и научный редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.RU.


Экскурсия пройдет в формате #Эффект_присутствия


Ведущие эфира: Георгий Соколов (@Antropogenez) и Виталий Краусс (@ScienceVideoLab).


Стрим проводится в рамках проекта «Научная станция».

1742

12 доказательств эволюции,...

... не считая генетических анализов, филогенетики и вот этих вот всех страшных и непонятных научных исследований.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

Эволюционное древо человека


1. Рудименты

Рудименты – органы, которые хорошо были развиты у древних предков, но сейчас они недоразвиты, но не исчезли полностью, потому что эволюция протекает медленно.

Пример: кости таза у кита; третье веко, волосы на теле, зубы мудрости у человека

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

2. Атавизмы

Появление у данной особи признаков, свойственных отдалённым предкам, но отсутствующих у ближайших. Часто у человека атавизмы – это неправильно развитые рудименты, как правило проявляющихся в уродстве.


Пример: мягкий хвост, многососковость у человека.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

3. Аналогичные органы

Аналогичные органы – органы, что внешне схожи, потому что используется в одних и тех же целях и развивались в схожих условиях, но имеют совершенно разное строение, потому что возникли из разных органов в результате конвергенции.

Пример: крылья птиц и насекомых, глаза млекопитающих и осьминогов.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

4. Гомологичные органы

Гомологичные оорганы – органы, что отличаются внешне, так как приспособленны под разные задачи, но имеют схожек внутреннее строение, потому что возникли из одного исходного органа в результате дивергенции (расхождение признаков).

Пример: руки человека, ласты дельфина, копыта лошади и крылья летучих мышей.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

5. Многострадальные переходные формы

Переходные формы есть и их находят десятками и сотнями. Для этого существует палеонтология (в частности, антропология), изучающая окаменелые остатки, прошлое жизни на планете и те самые переходные формы. Схема эволюции человека ниже.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

6. Палеонтологические ряды

Благодаря палеонтологическим находка мы можем состовлять палеонтологические ряды, то есть ряды ископаемых форм, связанные друг с другом эволюционно и демонстрирующие филогенез.

Классика:

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

7. Биота (флора и фауна) вулканических островов

Биота вулканических островов бедна на видовое разнообразие, но при этом, богата на эндемики (виды, обитающие только в конкретном месте). Биота островов, отколовшихся от материка, будет похожа на биоту этого самого материка. Именно знаменитые галапагосские вьюрки, местные эндемики, и натолкнули Дарвина на размышления об эволюции.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

8. Филогенетические реликты

Это такие ныне существующие виды крупных таксонов (групп животных), почти полностью вымерших десятки миллионов лет назад.

Пример: латимерия

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

9. Закон зародышевого сходства


Эмбрионы последовательно переходят в своём развитие от общих признаков типа к специализированным признакам вида.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

10. Биохимия

Несмотря на то, что рыбы, люди, мхи, простейшие, бактерии выглядят как чужеродные друг другу организмы, наша биохимия весьма схожа. Мы состоим из белков, информация передаётся нуклеиновыми кислотами, у нас одинаково происходят процессы репликации, транскрипции, трансляции и т.п. Мы все едины в этом органическом мире.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

11. Паразиты

Эволюция паразитов и хозяев происходит сопряжённо, что приводит к паразитам, специализирующимся на конкретных видах или семействах. Это целый дивный мир коэволюции, на самом деле, но паразиты демонстрируют его ярче всего.

Пример: ржавчинные грибы.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

12. Возвратный гортанный нерв

Этот нерв идёт от мозга к сердцу, огибает дугу аорты и возвращается к гортани. Дело в том, что у рыб, от которых мы и произошли, нет шеи как таковой. И нерв мог напрямую пройти от мозга к гортани. Но появилась шея, нерв "зацепился" за артерию, и ушёл с ней вниз. Эволюция не может сама исправить этот баг. Поэтому у жирафа от мозга до гортани несколько сантиметров, а нерв – 4 метра.

12 доказательств эволюции,... Биология, Эволюция, Наука, Длиннопост

Как итог.

Можно сколько угодно цепляться к "Происхождение видов путем естественного отбора" Чарльза Дарвина или синтетической теории эволюции. Искать неточности и несостыковки. Главное помнить, эволюция – это не теория, а явление. Теория эволюции лишь описывает (если так можно выразиться) то, что мы наблюдаем в этом мире. Эволюция есть факт. И утверждать обратное, это как утверждать, что Земля плоская.


Взято отсюда и передано под формат пикабу мной: https://vk.com/wall-37948240_592130

Показать полностью 13
310

В двух словах о: развитии жизни

В двух словах о: развитии жизни Биология, Организм, Простейшие, Эволюция, Наука, Научпоп, Длиннопост

Давайте разберёмся: какие живые организмы существуют на нашей планете ╮( ̄ω ̄)╭

Всё началось с таксона" биота" (семечка нашего древа жизни) – это определение объединяет начало всех живых организмов на земле. Когда бессвязные молекулы начали образовывать связи с характерными, живым организмам, моделями поведения.

Первым такими организмами были прокариоты (корни нашего древа жизни). Это одноклеточные организмы, не обладавшие клеточным ядром. Эти организмы не могли образовывать многоклеточные системы, однако некоторые из них могли расти в виде волокон или клеточных масс (но каждая клетка в колонии была способна к самостоятельной жизни)


Тип питания таких организмов — это фотосинтез или химиосинтез.

Размножаются они в три этапа: первый адаптация (медленный рост и подготовка ко второй фазе) , второй экспоненциальный рост (пока питательные вещества не иссякнут) , третья сон (некоторые прокариоты пребывают в перманентном анабиозе размножаясь раз в сотни или
тысячи лет)

Их разделяют на два надцарства: бактерии и археи.

Бактерии – одна из первых форм жизни на земле. Они не имеют оформленного ядра и как правило мембранных органелл. Бактерия окружена мембраной, она выступает в роли барьера, удерживающего питательные вещества, белки и компоненты цитоплазмы внутри. Бактерии получают энергию за счёт разницы потенциалов по двум сторонам мембраны (как в батарейке).


Бактерии размножаются путём деления клеток. У большинства бактерий геном представлен в виде кольцевой молекулы ДНК.

Бактерии способны перемещаться за счёт жгутиков и осуществлять коммуникацию через химические системы, испускающие свет. Они зачастую формируют биоплёнки, обеспечивая защиту от врагов и усваивать питательные вещества более эффективно.

Сейчас бактерии доминирующая форма жизни на земле – их биомасса ( 5⋅1030 ) превышает суммарную биомассу растений и животных.

Археи – представляют собой одноклеточные микроорганизмы не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл. Раньше они были с бактериями в общей группе, но сейчас установлено, что археи имеют свою независимую эволюционную историю со многими биохимическими особенностями. Одной из таких особенностей является присутствие в клеточных мембранах липидов, содержащих простую эфирную связь.

В отличие от бактерий большинство представителей археи не является паразитом или патогенным организмом, однако они часто создают симбиотические связи.

Мембраны археи сильно отличаются от мембран других организмов, за счёт необычных черт фосфолипидов.

Они так же имеют жгутики – которые отличаются по строению и способу сборки от версии бактерий.

Археи питаются путём хемиосмоса. Некоторые группы используют в качестве источника питания солнечный свет, однако при этом не выделяют кислород.

Как правило они имеют одну кольцевую хромосому. Так же они могут поражаться вирусами, которые неродственны другим группам вирусов и имеют необычные формы строения.

Археи размножаются бесполым путём: делением, фрагментацией или почкованием.


Эукариоты (ствол нашего древа жизни) – это живые организмы, клетки которых содержат ядро. Считается, что они появились 1,6-2,1 млд. лет назад. Очень важную роль в их эволюции сыграл симбиоз между клеткой и поглощённой этой клеткой бактерией – предшественникам митохондрий и пластид.

Эукариотные клетки намного крупнее прокариотических, разница в объёме достигает тысяч раз и они включают в себя около десятка различных структур, известных как органеллы. Ядро – часть клетки окружённая двойной мембраной и содержит молекулы днк упакованные в хромосомы.

Из разделяют на четыре царства: растения, грибы, животные и протисты.

Растения – включает в себя: мхи, папоротники, хвощи, плану, голосеменные и цветковые растения.

Клетки растений имеют целлюлозные оболочки, а внутри находятся зелёные пластиды-хлоропласты. Жизнедеятельность растений регулируется фитогормонами, они растут в течении всей жизни.

Питания растения получают за счёт фотосинтеза и поглощения минералов и микроэлементов из почты.

Растения размножаются половым и бесполовым методом.

Главной особенностью растений является обогащение атмосферы кислородом, который необходим для выживания животных и аэробных организмов.


Грибы – царство, объединяющее в себе признаки как растений, так и животных. В это царство входят высшие грибы, плесень и хитридиомиценты.

У множества клеток грибов имеется клеточная стенка, которая состоит на 80-90% из полисахаридов (хитин или целлюлоза). Основа тела грибов – мицелий (система тонких ветвящихся нитей под землёй). Геном грибов состоит из ядерных и митохондриальных ДНК-содержащих структур. Число хромосом колеблется между 2 и 28.

Все грибы питаются усваивая минеральные вещества из окружающей среды, однако органические вещества они должны получать в готовом виде. Они выделяют ферменты в окружающую среду, которые вне организма расщепляют полимеры до легко усваиваемых мономеров, которые всасываются в цитоплазму.

Большинство грибов способно к вегетативному, бесполому или половому размножению и в целом формы их размножения очень разнообразны.

Грибы являются значительной частью экосистемы планеты. Помимо этого, самый большой организм на планете — это гриб возрастом 2,5 тысяч лет и весом более 400 тон.


Животные – царство многоклеточных организмов, ведущих активный образ жизни и питающихся другими организмами. По источнику питания их делят на растительноядных, плотоядных, всеядных и паразитов. В настоящее время описано более 1,6 млн видов животных (1,3 млн из которых членистоногие, 118 тыс. моллюски и 42 тыс. позвоночные).

Животные очень сильно отличаются по продолжительности жизни, один из самых долгоживущих – это колония кораллов возрастом более 2700 лет.

Животные значительно отличаются внутри своего царства, как итог существую множество вариаций их классификации. Большая часть животных (99%) относится к таксону Двусторонне-симметричные, который имеет 2 дочерних таксона: Xenacoelomorpha (червеобразные обитатели морей) и Nephrozoa (практически все остальные животные).

Nephrozoa разделяется на два токсона: первичноротых и вторичноротых. Эти токсоны довольно сильно ветвятся и заслуживают отдельного поста о них, добавлю лишь что путь нашего вида выглядит так: Двусторонне-симметричные – Nephrozoa – вторичноротые – хордовые – млекопитающие – приматы – гоминид – Homo – Homo sapiens.


Протисты – сюда относят все эукариотические организмы, не входящие в состав животных, грибов или растений. Их традиционно делили по схожести с вышеописанными царствами: животноподобные, растениевидные и грибоподобные, однако сейчас классификация переживает ряд изменений, которые произойдут на основе данных, полученных по средству биохимии и генетики.

Тут же хочу отметить, что многие выносят в ранг отдельного царства группу эукариотов «Хромисты», но с этим далеко не все согласны. Я тоже считаю что «треш группы» протисты – вполне достаточно для описания оставшихся организмов и всё большее дробление лишь создаёт путаницу.


Вирусы – отдельны таксон изначальной биоты (после прокариотов и эукариотов). Сразу хочу отметить, что принцип классификации вирусов очень разнится и даже ведутся споры, считать ли их живыми организмами. В целом это неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводится только внутри живых клеток.

У животных вирусы вызывают иммунный ответ, который чаще всего приводит к уничтожению болезненного вируса, однако некоторым вирусом, удаётся ускользнуть от иммунного ответа, они вызывают хронические болезни.

Происхождение вирусов неясно, согласно некоторым гипотезам вирусы могли быть: мелкими клетками, которые утратили часть генов и стали паразитическими. Вирусы могли возникнуть из сложных комплексов белков и нуклеиновых кислот или же появится из фрагментов днк или рнк, высвободившись из генома более крупного организма.

Зрелая вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты , покрытой защитной оболочкой (капсидом). По структуре капсида вирусы классифицируют на 4 типа: спиральный, икосаэдрический, продолговатый и комплексный.

Вирусы демонстрируют огромное количество вариаций генома и они более разнообразны, чем растения, животные, археи или бактерии.

Жизненный цикл вируса состоит из: прикрепления, проникновение в клетку, лишение оболочки, репликация, выход из клетки.

Вирусы поражают все типы живых организмов и в большинстве несут негативные последствия для организма хозяина, лишь изредка образую симбиотические отношения.

Положительным свойством вирусов можно считать их вклад в эволюции жизни, ещё во времена уникального общего предка. Они являлись важным средством для переноса гена между различными видами, чем вызывали генетическое разнообразие и направляли эволюцию.


Как-то так мы и живём. Жизнь впервые возникла на нашей планете 4,1-3,8 млрд лет назад и в процессе эволюции и естественного отбора, пришла к разумной форме жизни, к которой мы и относимся. Теорий возникновения живых организмов на Земле довольно много, но для формирования жизни не нужны особо специфические параметры – её выживание и продолжительное существование, главная трудность для жизни в масштабах нашей бесконечной вселенной. ( ‾́ ◡ ‾́ )

Интересная информация:

Жизнь была на грани вымирания более 5 раз, один раз даже на грани полного уничтожения.

Смысл существования жизни на микроскопическом уровне – это передача и обеспечения существования днк кода, который и определяет успешность выживания организма. В философском смысле – жизнь и живые организмы: это способ вселенной познать саму себя.

Вероятнее всего: нынешние разнообразие жизни – это лишь малая доля от общего количества живых организмов существовавших ранее и вымерших в процессе естественного отбора.

Планирую писать такие букофы с картинками и дальше, буду рад единомышленникам в моей вк группе: https://vk.com/neonovicrabi

Спасибо за внимание :3

Показать полностью
85

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...)

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Здесь начало: Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь)

Так же, неплохо бы ознакомиться с предыдущим циклом, хотя и необязательно: Разум. Как человек отрастил мозг, а не когти, зубы или копыта? (Часть четвёртая. Разум подвезли?) 

Оооох... Только сейчас понял о каких приятных ребятах, писал я все предыдущие посты. Всем им хочу я в ножки поклониться, всем, от плезиадаписа до всяких хомо. Ребятишки были добрые и ответственные. Вот вам такие косточки, а вот другие, здесь посмотрите, почти цельный череп, а вот туда пройдите, покопайтесь, там для вас заготовлен практически нетронутый скелет.


Спасибо и тем хомо сапиенсам, что действительно соответствуют этому названию, учёным - кипячёным. Всё исследовали, всё описали (не буду ставить ударение). Начал я рассказывать, забыл что-то или знать не знал - не проблема! Достал с полки книжечку, прочитал нужную главу, посмотрел пару лекций на утубчике, поглазел фотки на тематическом сайте и вперёд, пиши и радуйся! Спасибо им всем.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Вот только не всё коту масленица.


Who is mr. denisovets?


Денисовцы (homo heidelbergensis Азии) это три здоровенных зуба и кусок пальца, вот так вот.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Кусочек фаланги мизинца (справа, если что...):

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Находок в Денисовой пещере (отсюда и название) вагон и маленькая тележка, проблема в том, что всяческие существа там жили 300 тысяч лет, денисовцы, неандертальцы, сапиенсы, их метисы и чёрт его знает, кто ещё. Два зуба, нынче относимые к денисовцам, были найдены ещё во времена СССР, в период великого вымирания генсеков, долгое время описывались как "неандерталоиды". Описывались бы и сейчас, наверное так же, но в последнее время наконец научились работать и стали приносить реальную пользу господа генетики, появление денисовского человека это их заслуга. И хотя классический палеоантрополог очень не любит делать выводы только на основе выделенной ДНК, в данном случае другого выхода просто нет.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Ладно, не буду больше выкаблучиваться, хотел в самом конце об этом... Меньше года назад наши китайские друзья наконец изучили и описали вот эту штуковину, найденную давным-давно в Тибете. И... Ничего, особо не изменилось.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Большая челюсть с большими зубами. К тому же умные люди умудрились выкорчевать из неё какие-то белки́, из них извлечь ДНК - и, вуаля! Денисовский человек, здравствуй, родной! Есть ещё интересный череп из какого-то Хуймуйлуньдуня, или как его там, но он пока толком не изучен, не понятно чей, подождём. Претендентов теперь будет много, китайские антропологи скоро перестанут сопротивляться (они ещё рассчитывают, что современные люди из Азии, но уж извините, хочется ответить им известным изречением Вадима Евсеева... Нет, не буду, вдруг кому нет восемнадцати). Вангую, через год, пять или десять мы сможем говорить о денисовцах так же уверенно как о неандертальцах, ибо в Китае куча всего выкопано, ещё больше не выкопано, а Тибет почти не тронутым оставался до сих пор.


Ну а пока у нас есть научные умозаключения.


Когда-то, давным-давно, некоторая часть хомо эректусов вышла из Африки, тем самым они лишили себя возможности стать человеками разумными (homo sapiens), зато смогли наплодить разных параллельных человечеств, причём о скольких из них мы понятия не имеем, никто не знает.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Понятно, что сбежавшие из Африки, начали эволюционировать в несколько ином ключе, чем наши прямые африканские предки, а в какой-то момент, ушедшие налево и двинувшие направо стали разными видами и относительно друг друга. Генетика - наука молодая и неопытная, цифры называются разные, то 700 тысяч лет, то 500 тысяч лет, то другое количество тысяч лет, короче, сначала они ушли от нас, а потом и друг от друга отцепились. Учитывая, что всем пришёл кирдык, точно можно сказать, что надо было оставаться с нами, а не шарохаться где попало.


К сожалению, в восстановлении внешнего вида денисовского человека, генетика помочь почти не в состоянии, на сегодня ясно только, что у них были большие зубы и челюсти, тёмные волосы и глаза, ну и кожа тоже тёмная была, скорее всего.


А вот что генетики любят и умеют делать, так это искать примеси. Говорят, их можно даже не кормить, дай только найти какую-нибудь примесь. И примесь денисовца в людях, конечно тоже была найдена. Следующую пару предложений, крайне не рекомендую читать расистам, ку-клукс-клановцам и прочим поклонникам white power, не воспламеняйте свой пердак. Так вот, исходя из генома человека, единственными оставшимися чистокровными сапиенсами на планете, являются африканские негры, которые, следуя заветам предков, продолжают тусоваться в Африке. Мы с вами, абсолютное большинство населения земли, имеем в себе кусочек неандертальского генома. А вот папуасы, австралийские аборигены, некоторые меланезийцы, некоторые южные китайцы и кое-какие другие жители Азиатско-Тихоокеанского региона, даже вроде бы эскимосы таскают в себе наследие, как неандертальцев, так и денисовцев. Полукровки блин, хе-хе.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Ну а дальше, в бой вступают география, хронология и логика. Я бы назвал это "МТК" (метод научного тыка). Призываю вас не относиться к данному методу презрительно, ваш покорный слуга, с его помощью, не единожды сдавал физику, начерталку и другие извращённые задачки для сверхразума (нет, начертательную геометрию - методом списывания...счерчевания...тьфу, на черта здесь об этом...).


Итак, что мы имеем? Смешение с сапиенсами, видимо, происходило где-то на юго-востоке Евразии (Индия, юг Китая, Индонезия), а жалкие их огрызки, мы откопали у нас на Алтае, из чего делается вывод об ареале обитания денисовского человека от Алтая (граница РФ, КНР и монголии) до Индонезии, Филиппинских островов, в общем вся Восточная Азия. И тогда наши денисовцы, которые из Денисовой пещеры, скорее всего жалкие неудачники, вытесненные на самый северный край. К сожалению, из более южных находок выделить ДНК не получается, слишком в тёплом климате хранились, а те из которых получается, то уже сапиенсы.


Исходя из этой, географической логики, современные антропологи пытаются привязать денисовцев к синантропам (пока ещё подвид хомо эректусов).

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Но синантропы старше, а зубы меньше. Зубы увеличились? Разные виды? Большое внутривидовое разнообразие? Unknown. ДНК у нас нет от синантропа, цельного черепа у нас нет от денисовца, целого лица у нас нет ни от того, ни от другого, короче, дамы и господа, палки-копалки в руки, руки в ноги и копать, копать и ещё раз копать. Генетикам глаз в микроскоп и тоже арбайтен, шнелле-шнелле. Ну а пока, будем как все, считать денисовцев потомками синантропов.


Вообще, в отличие от Европы, изрытой вдоль и поперёк, и даже Африки, Азию нам ещё изучать и изучать. Учитывая расстояния и разнообразие окружающей среды, сколько человеков мы там найдём и как они будут между собой связаны, можно гадать до посинения. Кратенько хочется зацепить парочку островных жителей.


И первыми будут люди из Нгандонга, названия нормального для них пока нет. Ясно что это потомки эректусов, докатившихся до острова Ява, тогдашнего края Земли. Самих же Нгандонгцев относят то к эректусам, то к сапиенсам, а ещё они могли и денисовцами быть, почему бы и нет? Дело в том, что предки дошли до Явы ещё по суше, миллион или полтора миллиона лет назад, потом уровень океана повышался и понижался, но со стороны сюда мало кто проникал, таким образом Нгандоняне сотни тысяч лет эволюционировали своим, особым путём.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

И доэволюционировались до нескольких очень специфичных признаков, что не встречаются у других ископаемых товарищей. По сложившейся традиции, я не буду нудеть про уникальность отсутствия позадисуставных отростков височной кости и прочие затылочные мыщелки. Установлен рост одного из индивидов, примерно 1.65 м - очень средненько. Объём мозга в среднем для всех черепов 1100 см³ - средненько и скучно.


Интересно, что все 14 фрагментов черепов, и несколько костей найдены, по сути в одном месте, вот тут уж включай фантазию, гуляй рванина! Вечеринка каннибалов с поеданием мозгов? Отрубленные бошки, развешанные по периметру? Да, очень может быть, учитывая повреждения черепных коробок. Но может и не быть, если учесть, что найден сей клад на берегу реки, в сильно перемешанных слоях. Какие камни по ним стучали? Какие животные их грызли? Неизвестно.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Оставили ли Нгандонгчане какой-либо след в современном человеке? Некоторые западные учёные пытаются привязать их к австралийским аборигенам, но получается не очень, эх, жалко Михаил Николаевич Задорнов нас покинул, он бы быстренько доказал, что те люди из Нгандонга, это современные люди из Гонконга, да и закрыли бы тему... Очень уж Нгандонгчинцы были специфичными ребятами, ничего в нас похожего нет, вымерли они, похоже задолго до прихода сапиенсов, что неудивительно, изоляция редко приводит к чему-то хорошему (я про эволюцию, если что).


И лучше всего отстойность развития в изоляции, демонстрируют последние наши сегодняшние герои, homo floresiensis, он же человек флоресский, он же хоббит с острова Флорес (50 - 100 тысяч лет назад).

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Сперва, около миллиона лет назад, на Флорес приплыли, именно приплыли, видимо с острова Ява, обычные питекантропы, местные эректусы, они тоже найдены, всё нормально, а вот дальше, в замкнутых условиях малюсенького острова началась веселуха.


Эволюция на островах в принципе любит чудить, например увеличить кого-нибудь до гигантизма.


Скажем попугай Какапо, настолько большой для попугая (до четырёх кг весом), что разучился летать.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

А на том же Флоресе жил вместе с хоббитами и живёт по сей день комодский варан, самая большая ящерица в мире. Чёртов динозавр способен весить до 100 кг, и быть в длину до 2.5 метров. Учитывая, что в рацион оборзевших ящеров входят небольшие крокодилы, кабаны, собаки, крупный рогатый скот и так далее, думается мне, что натерпелись от них жители Флореса, по самое не балýйся.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

В последнее время дела у них идут похуже, угадаете кто их чуханит и вытесняет?


Других островная эволюция отправляет в обратную сторону, играя с ними в игру - кто это у нас тут карликовый? Не везёт обычно парнокопытным, теплокровным хищникам и хоботным, не знаю к кому из них эволюция отнесла прибывших питекантропов, но чуть менее, чем за миллион лет (даже меньше, намного меньше) скукожились они знатно.


Уменьшилось не что-то, а всё. Так как в пещерке Лианг-Буа, помимо прочего, был найден почти целый скелет, знаем мы о них много. Радует, что из первых находок, были сделаны предположения и выводы, которые подтвердились при последующих находках в Мата-Менге, где нашли останки возрастом 650 - 800 тысяч лет, и они явно принадлежат промежуточному, между питекантропами и хоббитами, виду. Например зубы уже маленькие, меньше наших, но по строению такие же как у питекантропов. То же самое с челюстью и черепом в целом. Интересна стремительность изолированной эволюции, миллион лет назад - обычные питекантропы, как у всех, а через триста тысяч лет, а то и меньше, уже карлики. Подтверждается усыхание и найденными орудиями труда, если у первых приплывших были хорошие, полноразмерные рубила ашельской культуры, как у всех, то в более поздних слоях уже маленькие отщепы. А потому что ручонки уменьшились!


В среднем, рост Флоресских людей составлял один метр, может чуть больше, широкий нос, челюсть без подбородочного выступа, вообще череп больше похож на ранних хомо, давно вымерших далеко в Африке. Очень длинные руки, да пропорции конечностей вообще как у австралопитеков! Австралопитеков бл...!!! 2 млн. лет назад живших! А девушке (самый целый хоббитский скелет - женский) меньше ста тысяч лет...Запястье вообще ни на кого не похоже. Да фиг с ними, с конечностями, знаете что ещё было на уровне австралопитеков? Мозг. 400 - 450 грамм. Как у шимпанзе современных. В 2 -2.5 раза меньше, чем у предков, на остров приплывших. Впрочем, это как раз не удивительно, мадагаскарские бегемоты, слоны на Мальте и прочие карликовые островитяне тоже больше и быстрее теряли объём мозга, чем размеры тела.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Но! Вот что важно, много лет существовало понятие "мозговой рубикон", считалось, что всякая "человеческая" деятельность возможна лишь при достижении определённого объёма мозга. 700, 900 грамм, мнения были разными. Что-то вроде, австралопитеки имели меньше - были тупые, ничего не могли, а вот ранние хомо рубикон пересекли и понеслась - изготовление орудий, попытки общаться и так далее. А маленькие хомо флоресиенсисы взяли, да и треснули по умной голове. Всем учёным сразу. Потеряв половину мозгов, они продолжили делать простенькие орудия труда, заостряли палки, охотились на карликовых слоников (стегодонов), проще говоря как-то сумели сохранить ту культуру, с которой прибыли на остров. То ли теряя извилины, сохранили самое важное, то ли мы недооцениваем значение обучения и передачи знаний, но как-то смогли.


Ну а нам хоббиты, как и многие другие, как бы говорят: "Не надо думать, что вы всё знаете, ищите и изучайте, пока можете".


На этом, пожалуй, остановлю свою телегу. Ну а если вам не надоело, то я ещё чего-нибудь настрочу.

Отъехавшие (Часть вторая. Вы кто такие?.. Я вас не звал... Уходите!...) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Показать полностью 20
72

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь)

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Описывая путь к разуму, то есть к нам, к homo sapiens, я несколько раз упоминал тех, кто не справился и сложил свои буйны головушки. Что же, парочка из них нашего внимания заслуживает, пожалуй.


Вообще делиться на альтернативные друг другу виды, предки начали со времён австралопитеков, но о самых интересных из них, вроде парантропов и гари, я слегонца упоминал в предыдущих "творениях", а большего они и не заслуживают, у-ха-ха-ха-ха (на самом деле не много-то мы о них и знаем, всё же мало осталось от них). Отдыхайте австралопитеки в своём австралопитекском загробном мире...

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Ранние хомо (хабилисы и рудольфенсисы), есть мнение, тоже произвели на свет парочку альтернативщиков, например homo gautengensis - давно известные ребята-вегетарианцы (парантропы 2.0, блин). Маленький мозг, большие зубы, все дела. Как мы знаем, переход от австралопитеков к ранним хомо был сильно растянут во времени и пространстве, одни группы приобретали одни признаки ранних хомо, другие группы приобретали другие признаки ранних хомо, третьи группы приобретали и те и другие, а четвёртые оставались австралопитеками. Поэтому черепушки гаутенгенсисов спокойно относили к homo rudolfensis или к австралопитекам и не парились. И что вы думаете? Совсем недавно череп Stw 53 и ещё несколько останков дали подержать гражданину по фамилии Курно. Да как же можно доверять ценные вещи человеку с такой фамилией? Этот Курно взял в подельники знаменитого Филиппа Тобайоса, и вот эти двое стряхнули с черепов пыль, сравнили их с черепушками хабилисов, эректусов и прочих, по 53 параметрам. Всё, кушайте с булочкой - новый вид.


Или вот homo microcranous (да-да, человек мелкоголовый, кстати, череп Stw 53, из предыдущего абзаца, относят и сюда тоже). Опять же маленький череп, маленький мозг, размером как у австралопитека, но по строению отличается, сочетание примитивных и прогрессивных признаков и всё в таком духе с углублением в скуловые отростки и надваликовые борозды.


Короче, то ли мы, разумные, но недоговороспособные, не можем однозначно разложить по полочкам - этого сюда, того туда, то ли данных, хоть и всё больше, но по-прежнему недостаточно. Эх, на каждого штук десять бы захоронений, да не делали они захоронений...гады.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

В общем, если вы не на конференции археологов и палеоантропологов,

можете смело говорить, что ранние хомо это хабилисы и рудольфенсисы. А если и на конференции, то тоже можете, никто вас пинать не будет, скорее всего. Да ещё и поддержат некоторые.


Я же хочу предложить вам на рассмотрение поздних отъехавших, тех, что действительно могли составить нам конкуренцию: неандертальцев, денисовцев и всяких островных хоббитов(если найду по ним что-то конкретное, что можно изложить нормальным человеческим языком).


Чтобы понять откуда они все вылезли, нужно вернуться в период 1.5 - 0.8 млн. лет назад. Как мы помним, в это время жили и честно говоря, в основном тужили, ранние и не очень эректусы. А homo erectus, не в последнюю очередь молодцы потому, что поставили на поток миграцию в Евразию.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

И вот уже потомки этих разбежавшихся эректусов мутируют в разных наших и не совсем наших предков. А потомками будут всякие разные гейдельбергенсисы. (Ну не верю я, что немцы, тысячу лет назад придумывая название Гейдельберг, не подумали о том, как трудно будет мне выговаривать производные от этого топонима. Специально они это всё...Специально!)


Здесь, на всякий случай, отдельно скажу, что homo heidelbergensis это такое общее, условное название. Были они очень разными, от совершенно страхолюдных персонажей с огромными зубами и мордами до вполне похожих на нас особей. Делят их обычно на три части. Homo heidelbergensis Африки это потомки тех эректусов, что никуда из Африки не уходили и затем эволюционировали в homo sapiens. Homo heidelbergensis Европы - потомки эректусов ускакавших в Европу и со временем ставшие неандертальцами. Homo heidelbergensis Азии это эректусы сбежавшие видимо уже понятно куда и... с ними сложнее, о них позже.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Ну-с... Неандерталец, хто ты такой?


А неандертальцы (130 - 30 тысяч лет назад), друзья мои, это те, кто ближе всего подобрался к тому, чтобы называться альтернативным человечеством. Жили они в Европе и западной Азии. И товарищам, надо сказать сильно не повезло с климатом. Последняя ледниковая эпоха началась около 110 тысяч лет назад, если память моя, мне не изменяет, иногда становилось потеплее, иногда похолоднее, но условия были суровыми, в сравнении с Африкой уж точно.


Климат же, как мы знаем, имеет склонность подстёгивать эволюционные процессы и неандерталенсисам, ясен пень, прилетело по полной. Мы с вами, потомки выходцев из экваториального да тропического климатических поясов, если правильно питаемся и не болеем всякими гадкими болезнями, имеем довольно-таки стройную, вытянутую форму. Всё для того, чтобы не перегреваться, отдавать побольше тепла. Например, лично я довольно худощав, а проживаю в городе, где средняя температура января около -15 гр. цельсия, так зимой, чуть что, дрожу как цуцик и зиму эту терпеть ненавижу. (Правда для меня предки изобрели пуховик, и плевать я хотел на эту белую гадость, чаще всего). Эволюция в таких случаях идёт другим путём - заставляет своих подопытных приобретать бочкообразную форму, попутно обвешивая мясом, мышцами и т. д. Из наших современников показательнее всего самые северные люди - граждане эскимосы, как правило низенькие, коренастые и широкие.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Вот и неандертальцы, чтобы согреваться, получили широченные плечи, широченный таз, бочонок грудной клетки и груду мышц, качками были и мальчики и девочки. Если мальчик качок, то девочка кто? Качокиня, качочка? Мозг у них, между прочим, в среднем был даже покрупнее нашего, но строение отличалось, был он широким и сплюснутым, важнейшие для мышления доли (лобные, теменные) были хреновыми. Были ребятки супермегахищниками, ни в настоящем, ни в прошлом нам неизвестны более хищные приматы. Белочки и птички их интересовали мало - мелковато. Эти глушили крупных зверюг - мамонтов, бизонов, пещерных медведей, это им позже аукнется, ибо кроманьонцы не считали зашкваром заточить суслика.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Что ещё? Культура! Долгое время считалось, что неандертальцы это такие... совсем тупоголовые бугаи, способные сделать только рубило и остроконечник, то есть простенькие каменные орудия. За последние 30 - 40 лет научные методы и инструменты прокачались, находки...ммм, нашлись и оказалось, что было у них кое-что в мозгах, помимо еды.


Вот костяной скребок. Костяной не каменный! Использовался для обработки шкур. В поздних неандертальских культурах их уже немало.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Могли они создавать они и сложносоставные орудия, а это совсем зашибись было, по тем временам. По-настоящему крутые учёные утверждают, что видят на следующем изображении следы растительных верёвок на орудии.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Так как они (учёные) реально крутые, то сумели обнаружить ещё и следы берёзового(!) клея. Клея Ка... Ладно, без Карла обойдёмся.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

В чём прикол? Да в том, что для этого нужна анаэробная печь, вы можете её сварганить сейчас где-нибудь в лесу? Нет, кто-то сможет конечно, но много ли вас таких. Я точно не смогу. Да и вообще, вот этот клей берёзовый, это самый настоящий химпром, первый на Земле. Первое искусственное вещество на планете, вовсе не керамика, как написано во многих книжках, в том числе умных, а клей! Знали бы они, во что это выльется через 40 000 тысяч лет...

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Ребятишки, судя по всему, вообще были знатными химиками, потому как додумались (сапиенсы не додумались) использовать пиролюзит (минерал, диоксид марганца) для розжига сырой древесины.


Ну и даже искусство было у здоровяков, выглядит оно довольно вяло, но вдумайтесь, картинке 65 - 66 тысяч лет, как оно выглядело свежим, трудно сказать.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Были кое-какие индивидуальные украшения, созданные из коготочков орла, например. Использовались перья птиц, кости животных ну и т.д. А вот чего не было у них, так это музыки. Если вам начнут рассказывать про неандертальскую флейту из Дивье Бабе, не верьте - туфта это всё, но может и найдём когда-нибудь музыку.


Так почему мы говорим, что сапиенсы были более интеллектуальными эстетами, если у неандертальцев всё это было? А потому, что у нас была музыка, а у них нет, ха-ха-ха, бе-бе-бе...Шучу, проблема в том, что у нас всего вот этого творческого, как гамна за баней, и везде-везде, а у неандерталов на сто тысяч лет и тысячи раскопанных стоянок, штук пятьдесят примеров творчества, а в основном неандертальцы были ребята унылые.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Так мы ли замочили бедолаг или они как-то самовыпилились?


Долгое время считалось, что они наши прямые предки, но это чушь свинячья, в каждом из нас, кроме негроидов, есть 2-4 процента генома, унаследованного от неандертальца но никакие они не предки, конечно.


К концу двадцатого века эту теорию отвергли, как дурацкую и выдвинули другую, что мы, сапиенсы, злобно всех неандертальцев замочили. Проблема в количестве найденных метисов всяких разных, значит могли и ладить друг с другом, правда?


Как оно там было сказать однозначно трудновато, что можно сказать точно, так это то, что неандертальцы, видимо ненавидели вулканы, как Соловьёв Дудя. 73 000 тысячи лет назад извержение вулкана Тоба, мощнейшее, жесточайшее, грандиознейшее. Парочка лет вулканической зимы, холодища, солнца не видать. Видимо именно тогда, порядком поредевшие неандертальцы и приобрели свои гиперарктические пропорции. Около 40 000 тысяч лет назад, не такие грандиозные, но локально очень мощные извержения Флегрейских полей в Италии, Святой Анны в Карпатах и Казбека на Кавказе, вызвали локальный армагеддон в Европе. Снижение температуры на 5 - 10 градусов, отравление почвы, воздуха и воды, угнетение растений. Одни животные подохли, другие, кто сумел, мигрировали, а ведь дружищи были суперхищники, помните? Короче, полностью неандертальцы не вымерли, но осталось их, видимо, очень мало.


Так, когда наши предки, в очередной раз, полезли из Африки, а делали они это постоянно, выяснилось, что Европа почти пуста. Вытеснить оставшихся, труда уже не составило, через 10 - 12 тысяч лет от неандертальцев остались рожки да ножки. Какие-то группы наверняка были истреблены в ходе боевых действий, но вряд ли все. Учитывая то, что сапиенсы были умнее, плодовитее и всеяднее, скорее всего неандертальцам просто доставались всё менее подходящие земли (горы, засушливые степи и прочее). В итоге, ко времени 28 000 - 30 000 тыс. лет назад, все неандертальцы были убиты, вымерли сами и растворились в популяции кроманьонцев.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост

Дочитали? Спасибо! Во второй части про бывших азиатов.

Отъехавшие (Часть первая. Ты посмотри какой здоровый! Держу пари, ты немного боксируешь) Антропология, Биология, Человек, Эволюция, Наука, Факты, Мозг, Археология, Гифка, Длиннопост
Показать полностью 17
52

Вымирание крупных хищников в Восточной Африке лучше объясняется эволюцией гоминид, чем климатом

Связь вымирания крупных животных, в том числе хищников, с расселением Homo sapiens хорошо документирована для позднего плейстоцена и голоцена, особенно в Австралии и Америке. Скрупулезный анализ восточноафриканской палеонтологической летописи за последние 4 млн лет показал, что и в более древние эпохи эволюция гоминид, скорее всего, была важной причиной снижения разнообразия крупных хищников. Динамика их вымирания в Восточной Африке, по-видимому, никак не связана с колебаниями климата, однако модель, связывающая темпы вымирания хищников с ростом мозга гоминид, хорошо согласуется с имеющимися данными. Возможно, вначале гоминиды подрывали кормовую базу крупных хищников, воруя у них добычу, а потом — охотясь на крупных травоядных.


Палеонтологи накопили немало данных, указывающих на важную роль поздних представителей рода Homo (в первую очередь, конечно, Homo sapiens, но не только) в вымирании крупных животных в позднечетвертичное время, то есть в последние 130 тысяч лет (см.: Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014).


Неоднократно высказывалась гипотеза, что и в более древние времена деятельность гоминид тоже могла способствовать вымиранию крупных животных, в том числе хищников. Конечно, вряд ли австралопитеки, хабилисы или даже эректусы систематически охотились на крупных хищников. Но они могли охотиться на крупных травоядных, подрывая тем самым кормовую базу хищников. Кроме того, еще до изобретения эффективных способов охоты на крупную дичь гоминиды могли заниматься агрессивным клептопаразитизмом, то есть отгонять хищников от их добычи. Некоторые антропологи предполагают, что для этого могли использоваться колючие ветки (и, конечно, были необходимы слаженные коллективные действия бесстрашных двуногих обезьян). Даже если ранние гоминиды не охотились на крупную дичь и не вступали в открытую конфронтацию с хищниками, они могли потихоньку воровать добычу у каких-нибудь зазевавшихся гомотериев — это тоже могло негативно сказаться на долгосрочных перспективах выживания последних.

Вымирание крупных хищников в Восточной Африке лучше объясняется эволюцией гоминид, чем климатом Антропология, Elementy ru, Эволюция, Зоология, Александр Марков, Длиннопост

Рис. 1. Некоторые крупные хищники, когда-то обитавшие в Восточной Африке вместе с гоминидами. 1) Саблезубая кошка Dinophelis sp. (тащит убитого австралопитека). В изученном районе в рассматриваемое время встречалось как минимум три вида этого рода. Возраст самых старых находок 4,23–4,07 млн лет, самых молодых 1,0–0,9 млн лет. Рисунок Романа Евсеева с сайта oursociety.ru. 2) Саблезубая кошка Homotherium sp. (от 4,35–4,1 до 1,64–1,39 млн лет). Рисунок © Peter Hutzler с сайта www.newdinosaurs.com. 3) Гигантская гиена Pachycrocuta sp. (от 3,85–3,63 до 3,2–3,0 млн лет). Рисунок © Mauricio Antón с сайта scientificamerican.com. 4) Гигантская выдра Enhydriodon dikikae. В изученном районе водилось 4 вида этого рода, и все были крупные. Возраст самых древних находок гигантских выдр на этой территории — 4,23–4,07, самых молодых — 2–1,88 млн лет


Авторы проанализировали данные по относительно небольшому, но исключительно хорошо изученному в палеонтологическом отношении району Восточной Африки. Этот район, охватывающий часть территорий Эфиопии, Кении и Танзании, на протяжении последних четырех миллионов лет был важным центром эволюции гоминид. Ископаемая летопись гоминид здесь весьма богата и прослеживается от ардипитеков, живших около 4 млн назад, до современного человека включительно.


Массив включает 88 видов хищных млекопитающих, живших на изучаемой территории в течение последних 4 млн лет. Лишь девять из 88 видов до сих пор здесь живут, все остальные вымерли . Среди вымерших крупных хищников — многие виды гиен, гигантские выдры, куницы и циветы, саблезубые кошки и медведи Agriotherium sp. Палеонтологические данные, особенно по континентальной (а не морской) фауне, всегда страдают неполнотой. К тому же видовая принадлежность находок часто сомнительна, да и датировки не бывают абсолютно точными. Однако для хищников рассматриваемого района и временного интервала все эти погрешности относительно невелики.


В целом данные указывают на высокое разнообразие крупных хищников от 4 до 2 млн лет назад и на быстрый последующий упадок. Примечательно, что упадок происходил почти синхронно во всех группах, за исключением разве что псовых (которые, впрочем, никогда не играли большой роли в местных экосистемах). Это трудно объяснить какими бы то ни было внутренними закономерностями эволюции крупных хищников, не привлекая внешних факторов, таких как климатические изменения или, например, эволюция гоминид.


Изощренный статистический анализ показал то, что в общем-то и так видно на приведенных рисунках: никакой связи между вымиранием крупных хищников и колебаниями климата (температуры, количества осадков) не прослеживается.


Именно это и показали примененные авторами статистические методы. Из большого числа рассмотренных моделей, связывающих динамику вымирания с теми или иными факторами (рассматривались также модели, предполагающие постоянную скорость вымирания либо одно-два спонтанных изменения этой скорости на протяжении рассмотренного интервала), для крупных хищников самыми правдоподобными оказались модели, предполагающие прямую зависимость скорости вымирания от объема мозга гоминид, либо (с меньшей поддержкой) обратную зависимость от площади лесов.


Для мелких хищников наибольшую поддержку получила модель, предполагающая неизменную во времени скорость вымирания. Авторы не обнаружили никаких указаний на то, что скорость вымирания мелких хищников существенно менялась в течение последних четырех миллионов лет. А ведь если бы дело было в климатических изменениях, то скорости вымирания крупных и мелких животных должны были бы, по идее, меняться согласованно


Палеонтологические данные показывают, что сокращение лесов в Северной Америке не сопровождалось упадком крупных хищников. Даже наоборот: доля крупных хищников в общем разнообразии североамериканских хищных млекопитающих увеличилась в плейстоцене по сравнению с плиоценом (от 34–37% до 42–43%). Это делает еще менее правдоподобной гипотезу о том, что упадок восточноафриканских крупных хищников был вызван сокращением лесов.


Таким образом, полученные результаты свидетельствуют в пользу важной роли древних гоминид в вымирании восточноафриканских крупных хищников. Пока трудно сказать, каким был основной механизм влияния гоминид на хищников (охота, клептопаразитизм или что-то еще), и когда началось это влияние. Авторы попробовали разобраться в этом, сравнивая модели двух типов: первые предполагают, что скорость вымирания крупных хищников всегда была прямо пропорциональна объему мозга гоминид, а вторые — что гоминиды начали влиять на вымирание хищников не сразу, а лишь начиная с какого-то момента (будь то момент изобретения охоты на крупных животных, приручение огня или что-то еще). В итоге модели второго типа проиграли в статистическом состязании моделям первого типа. Таким образом, нет оснований говорить, что некие примитивные варианты поведения гоминид еще не влияли на вымирание хищников, а более продвинутые стали влиять. Похоже, это влияние началось еще в очень давние времена, когда ни о какой охоте на крупную дичь не могло быть и речи.


Может показаться, что авторы делают слишком смелые выводы на основе пусть и тщательно собранного и детально изученного, но всё-таки скудного материала. Напомним, что речь в конечном счете идет всего лишь о 279 палеонтологических находках (привязках того или иного вида хищников к месту и времени). Однако такая ситуация как для палеонтологии, так и для археологии палеолита не только типична, но и совершенно неизбежна: материал всегда катастрофически неполон, датировки приблизительны, видовые определения часто спорны. В данном случае исследователи сделали всё возможное, чтобы извлечь из имеющегося материала максимум полезной информации.


Источник: Søren Faurby, Daniele Silvestro, Lars Werdelin, Alexandre Antonelli. Brain expansion in early hominins predicts carnivore extinctions in East Africa // Ecology Letters. 13 January 2020. DOI: 10.1111/ele.13451.


Александр Марков

https://elementy.ru/novosti_nauki/433595/Vymiranie_krupnykh_...


Improved estimation of macroevolutionary rates from fossil data using a Bayesian framework

https://www.cambridge.org/core/journals/paleobiology/article...


Temporal Change in Functional Richness and Evenness in the Eastern African Plio-Pleistocene Carnivoran Guild

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal...

Показать полностью 1
122

Александр Марков: Культурное наследование у шимпанзе.

Культура считается отличительной особенностью человека, но всё больше учёных находят признаки культуры и у различных животных. Доктор биологических наук Александр Марков приводит примеры научных открытий, позволяющие говорить о наличии культуры у наших ближайших родственников - шимпанзе.

105

Учёные: Мозг собак и человека обрабатывает речь очень похожим образом.

Нейробиологи при помощи магнитно-резонансной томографии изучили реакцию собачьего мозга на произносимые человеком слова. Оказалось, что мозг собак обрабатывает речевую информацию почти так же, как человеческий. О результатах исследования рассказывает доктор биологически наук Александр Марков.

200

Александр Марков: Культурные Традиции у Синиц.

Долгое время считалось, что культура - это вещь чисто человеческая. Со временем, наблюдения за шимпанзе позволили говорить о наличии культуры и у наших ближайших родственников. Недавние эксперименты учёных показали, что способность формировать культурные традиции не ограничена отрядом приматов, а имеется, в том числе, и у птиц.

156

Симбиоз

Предыдущие части:

https://pikabu.ru/story/simbioz_6187673

https://pikabu.ru/story/simbioz_6196001

https://pikabu.ru/story/simbioz_6213086

https://pikabu.ru/story/simbioz_6221238


Часть 5. Экстремальный симбиоз


Термостойкая трава


Фантастический случай тройного симбиоза описали в начале 2007 года американские биологи, работающие в Иеллоустонском национальном парке (США), где на горячей почве вблизи геотермальных источников произрастает термостойкая трава Dichanthelium lanuginosum, близкая родственница проса.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Ранее было установлено, что удивительная устойчивость этого растения к высоким температурам каким-то образом связана с произрастающим в тканях растения грибом Curvularia protuberata. Если выращивать растение и гриб по отдельности друг от друга, ни тот ни другой организм не выдерживает длительного нагревания свыше 38°С, однако вместе они прекрасно растут на почве с температурой 65°С. Кроме того, даже в отсутствие теплового стресса растение, зараженное грибом, растет быстрее и лучше переносит засухи.

Продолжая исследование этой симбиотической системы, ученые обнаружили, что в ней есть еще и третий обязательный участник — РНК-содержащий вирус, обитающий в клетках гриба.

Оказалось, что гриб, "вылеченный" от вируса, не в состоянии сделать растение термоустойчивым. Растения с таким грибом погибали на горячей почве точно так же, как и растения без гриба.

Проведенные впоследствии эксперименты на томатах показали, что гриб, зараженный вирусом, способен повышать термоустойчивость не только у своего природного хозяина — однодольного растения Dichanthelium lanuginosum, но и у неродственных растений, относящихся к классу двудольных.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Вместо выделительной системы — микробное сообщество


Еще более фантастическим случаем симбиоза является малощетинковый кольчатый червь Olavius algarvensis, обитающий в Средиземном море. Червь этот интересен прежде всего тем, что у нет ни рта, ни кишечника, ни ануса, ни нефридиев — органов пищеварения и выделения. Некоторые другие морские черви тоже научились обходиться без органов пищеварения. Например, у погонофор кишечник превратился так называемую трофосому — тяж, набитый симбиотическими бактериями, окисляющими сероводород или метан. Поэтому можно было ожидать, что и у Olavius algarvensis отсутствие кишечника компенсируется наличием каких-то симбиотических микробов, обеспечивающих своего хозяина пищей в обмен на беззаботную жизнь в чужом теле. Однако редукция еще и выделительной системы — это явление беспрецедентное для кольчатых червей.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Метагеномный анализ выявил присутствие в теле червя четырех видов симбиотических бактерий, два из которых относятся к группе гамма-протеобактерий, а два других — к дельта-протеобактериям. Обе гамма-протеобактерии, геном которых удалось ренконструировать почти полностью, являются автотрофами, то есть синтезируют органические вещества из углекислого газа. Необходимую для этого энергию они получают за счет окисления сульфида (S2-). В качестве окислителя используется кислород, а при отсутствии кислорода — нитраты (Использование нитратов в качестве окислителя для получения энергии называют нитратным дыханием. Нитратное дыхание широко распространено у бактерий, а недавно его обнаружили и у одноклеточных эукариот - фораминифер, родственников амеб). Если же нет под рукой и нитратов, окислителем могут служить некоторые органические вещества. В качестве конечных продуктов жизнедеятельности эти бактерии выделяют окисленные соединения серы (например, сульфаты).

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Погонофоры и вестиментиферы ранее считались отдельным типом животных, но впоследствии было показано, что они являются сильно видоизмененной группой кольчатых червей. Сейчас их называют сибоглинидами. Они встречаются в больших количествах возле подводных гидротермальных источников, где много метана или сероводорода. Сибоглиниды являются по сути дела автотрофными животными. Если быть совсем точным, это автотрофные симбиотические "сверхорганизмы". Живущие в их трофосоме (бывшем кишечнике) хемоавтотрофные бактерии синтезируют органику из углекислого газа, а энергию для этого получают из химической реакции окисления сероводорода или метана. Червь питается органикой, производимой симбиотическими бактериями. Кровь червя переносит не только кислород, необходимый как червю, так и бактериям, но и сероводород — "пищу" бактерий.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Дельта-протеобактерии тоже оказались автотрофами, но другого рода, а именно сульфат-редукторами. Они получают энергию, восстанавливая сульфат (или другие окисленные соединения серы) до сульфида. Таким образом, метаболизм гамма- и дельта-протеобактериальных симбионтов оказался взаимодополнительным: отходы первых служат пищей вторым и наоборот.

В качестве восстановителя (донора электронов, необходимого для восстановления сульфата) симбиотические дельта-протеобактерии могут использовать молекулярный водород. У них есть гены ферментов — гидрогеназ, необходимых для работы с молекулярным водородом. Возможно (хотя и не удалось доказать наверняка), что гамма-протеобактериальные симбионты производят некоторое количество Н2 и таким образом снабжают дельта-протеобактерий не только окисленными соединениями серы, но и восстановителем.

Бактериальные симбионты живут не в глубине тела, а прямо под наружной оболочкой (кутикулой) червя. Здесь они ведут свою странную микробную жизнь, обмениваясь друг с другом продуктами своего метаболизма. Все прочее, чего им может недоставать, они получают из окружающей среды — в основном это вещества, просачивающиеся из морской воды под кутикулу хозяина. Микробы размножаются, а эпителиальные клетки червя тем временем потихоньку заглатывают их и переваривают. Этого источника питания, очевидно, червю вполне достаточно, чтобы не испытывать дискомфорта из-за отсутствия рта и кишечника.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Но как удается червю обходиться без выделительной системы? Оказалось, что в геномах бактерий-симбионтов присутствуют гены белков, обеспечивающих всасывание и утилизацию мочевины, аммония и других отходов жизнедеятельности червя. Эти вещества служат бактериям ценными источниками азота.

Возможно, основная выгода, которую бактерии получают от сожительства с червем, состоит в том, что он подвижен и может по мере надобности переползать туда, где условия среды наиболее благоприятны для всей честной компании. В верхних слоях осадка, где имеется немного кислорода, но нет сульфидов, гамма-протеобактерии могут получать необходимые им сульфиды от своих сожителей — дельта-протеобактерий. Сульфид в этом случае будет окисляться кислородом — наиболее энергетически выгодным окислителем. В больших количествах, правда, кислород вреден для сульфат-редукторов — дельта-протеобактерий.

Если червь закопается поглубже, он попадет в слои, где кислорода нет вовсе. Здесь гамма-протеобактерии будут использовать в качестве окислителя нитраты, что несколько менее выгодно, зато сульфида у них будет вдоволь, потому что кислород больше не будет угнетать жизнедеятельность дельта-протеобактерий.

Наконец, в еще более глубоких слоях осадка, где нет не только кислорода, но и нитратов, гамма-протеобактерии могут использовать в качестве окислителя некоторые органические вещества, выделяемые червем-хозяином и дельта-протеобактериями. При этом в клетках одного из двух видов гамма-протеобактерий запасается сера (как продукт неполного окисления сульфида), которую можно до- окислить позже, когда червь выползет повыше и станут доступны более сильные окислители. Щавелевая кислота, выделяемая гамма-протеобактериями, охотно утилизируется дельта-протеобактериями, и так далее: исследователи выявили еще целый ряд возможных способов "биохимического сотрудничества" внутри этого удивительного симбиотического комплекса.

Таким образом, пять видов живых существ, объединившись, превратились в универсальный "сверхорганизм", способный жить в самых разнообразных условиях — в том числе и там, где ни один из его "компонентов" не выжил бы в одиночку.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

А. Марков "Рождение сложности"

Показать полностью 6
226

Симбиоз

Предыдущие части:

https://pikabu.ru/story/simbioz_6187673

https://pikabu.ru/story/simbioz_6196001

https://pikabu.ru/story/simbioz_6213086


Часть 4. Вездесущий симбиоз.


Когда-то симбиоз считался сравнительно редким явлением — скорее курьезом, чем правилом. Когда в 60-е годы XIX века было обнаружено, что лишайники представляют собой симбиотические комплексы из грибов и водорослей, ученые страшно удивились (надо же, какие причуды бывают у матушки-природы!).

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

С тех пор многое изменилось. Уже в начале XX века отдельные выдающиеся мыслители предполагали, что симбиоз и кооперация могут играть огромную роль в развитии жизни на Земле. Хотя "организмоцентрический" подход в биологии по-прежнему господствует, сегодня ученые ясно понимают, что симбиоз — это магистральный путь эволюции, без которого прогрессивное развитие жизни на Земле было бы крайне затруднено, если вообще возможно.


По-настоящему "автономный организм", сформировавшийся и живущий без всякого участия каких-либо симбионтов, в природе еще надо поискать. Большинство живых существ, населяющих планету, в действительности являются "сверхорганизмами" — сложными симбиотическими комплексами.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Человек не исключение. Каждая наша клетка получает необходимую ей энергию от митохондрий — потомков симбиотических бактерий. Многие из наших генов получены нами от вирусов, всевозможных "эгоистических" фрагментов ДНК и мобильных генетических элементов. Наш метаболизм во многом определяется многочисленными микробами, составляющими кишечную флору. И даже если заглянуть внутрь любого из этих микробов, то и там мы найдем сожителей-симбионтов (плазмиды, фаги, транспозоны).


Кишечная микрофлора превращает человека в "сверхорганизм". По имеющимся оценкам, в кишечнике взрослого человека присутствует более 1 кг микроорганизмов, относящихся к сотням различных видов. В точности их видовой состав неизвестен. Микробиологи знают "в лицо" лишь несколько десятков типичных представителей, которых можно вырастить на искусственных средах. Как выяснилось сравнительно недавно (и это открытие стало шоком для микробиологов), большинство существующих в природе микроорганизмов на искусственных средах не растет.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

В "явном виде", применив метагеномный анализ, по генам рибосомной РНК удалось идентифицировать лишь 72 разновидности бактерий (из них 60 некультивируемых и 16 новых для науки) и один вид архей-метаногенов, однако статистически обосновано число микробов составляет не менее 300.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

На основе проведенного анализа были определены наиболее важные метаболические функции, которые выполняют микробы в человеческом кишечнике. Это прежде всего переваривание растительных полисахаридов, которые не могут перевариваться ферментами, закодированными в геноме человека. С этими трудноусваиваемыми углеводами расправляются в основном бактерии-бродильщики, выделяющие в качестве конечных продуктов обмена низкомолекулярные органические кислоты. Однако то, что для бактерий-бродильщиков является отходами жизнедеятельности, для человека — вполне съедобные вещества, которые активно всасываются кишечным эпителием. По имеющимся оценкам, из этого необычного источника люди получают около 10% калорий (эта оценка справедлива для приверженцев типичной "европейской" диеты). Задумайтесь, что это значит: не бактерии питаются нашими отходами, как кто-то мог бы подумать, а как раз наоборот!

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Кроме съедобных для человека веществ бактерии-бродильщики выделяют в качестве побочного продукта еще и молекулярный водород, который вреден для них самих и препятствует их росту и жизнедеятельности. Чтобы процесс переваривания растительных полисахаридов шел эффективно, кто-то должен постоянно утилизировать образующийся водород. Именно этим и занимаются археи-метаногены. В ходе метаногенеза поглощаются водород и углекислый газ и выделяется метан.


В "совокупном геноме" кишечной флоры сильно повышено процентное содержание генов, связанных с синтезом незаменимых аминокислот и витаминов. Микробы сильно облегчают человеку жизнь, производя значительные количества этих необходимых нам веществ. Кроме того, кишечная флора располагает большим арсеналом ферментов для обезвреживания токсичных веществ, присутствующих в нашей повседневной пище, особенно растительной.


С учетом инеющихся даных человека следует рассматривать как "сверхорганизм", чей обмен веществ обеспечивается совместной слаженной работой ферментов, закодированных не только в геноме Homo sapiens, но и в геномах сотен видов симбиотических микробов. Причем, доля человеческих генов в совокупном геноме этого "сверхорганизма" составляет не более 1%.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

На симбиозе были основаны многие важнейшие ароморфозы (прогрессивные эволюционные преобразования). Мы уже познакомились с самым значительным из них — формированием эукариотической клетки, той основы, из которой в дальнейшем развились все высшие формы жизни. В дальнейшем роль симбиоза в развитии жизни отнюдь не снижалась. Важнейшие функциональные блоки современной биосферы целиком и полностью держатся на симбиозе и симбиотических комплексах — "сверхорганизмах".


Так, возможности высших растений — основных производителей органики и кислорода — были бы весьма ограничены без симбиоза с бактериями, способными переводить атмосферный азот в доступную для растений форму, и с почвенными грибами (микориза), без кооперации с насекомыми-опылителями и позвоночными — распространителями семян.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост
Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Растительноядные животные — основные потребители производимой растениями органики — не могут эффективно переваривать растительную пищу без помощи разнообразных симбиотических бактерий и одноклеточных эукариот.


Самые яркие и богатые жизнью морские экосистемы коралловых рифов невозможны без симбиоза коралловых полипов с одноклеточными водорослями — зооксантеллами.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Сообщества различных экзотических, архаичных и экстремальных местообитаний (таких как наземные и подводные горячие источники, выходы метана и сероводорода, соленые лагуны, подземные воды и др.) тоже сплошь и рядом представляют собой сложные симбиотические комплексы микроорганизмов, в которых порой принимают участие и высшие организмы.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Выход растений на сушу — результат симбиоза. Первые наземные растения появились в конце силурийского периода (более 400 млн лет назад). Недавно палеонтологи обнаружили, что уже самые первые наземные растения жили в симбиозе с грибами: у них была самая настоящая микориза. У этих растений еще не было настоящих корней — вместо них имелись так называемые ризоиды, не способные самостоятельно всасывать что-либо из почвы и служившие только для закрепления в грунте, а также, как теперь выяснилось, для обеспечения симбиоза с почвенными грибами. По- видимому, без этого симбиоза растения вообще не смогли бы выйти на сушу. Симбиоз растений с азотфиксирующими бактериями возник позже, причем для этого растениям оказалось достаточно лишь немного изменить те генетические системы, которые сложились у них ранее для взаимодействия с микоризными грибами.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Симбиоз с автотрофами открывает большие возможности для многих водных животных, особенно малоподвижных (кишечнополостных, губок, асцидий, некоторых червей и моллюсков). Такие симбиотические комплексы представляют собой "сверхорганизмы", сочетающие признаки растений и животных (яркий пример — коралловые полипы). Автотрофы не только снабжают хозяина органикой, полученной в результате фото- или хемосинтеза, но и в ряде случаев помогают ему избавляться от конечных продуктов азотного обмена (например, мочевой кислоты или мочевины), которые служат для симбионтов ценным источником азота.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

Совместное существование позволяет каждому из компонентов симбиотического комплекса отказаться от тех биохимических функций, которые лучше удаются партнеру, и сосредоточиться на том, что лучше получается у него самого. Например, клубеньковые бактерии занимаются почти исключительно фиксацией азота, переложив заботу обо всем остальном на растение-хозяина. Часто один из партнеров специализируется на поставке в систему азота, а другой — углерода. По мере развития симбиотических отношений симбионт может полностью утратить самостоятельность и превратиться в неотъемлемую часть своего хозяина (впрочем, надо признать, что и хозяин при этом теряет самостоятельность и перестает быть "автономным организмом").

Грань между мутуалистическими (взаимовыгодными) и антагонистическими симбиозами — довольно условная и зыбкая. Например, многие растительно-грибные симбиозы в ходе эволюции могли долго "балансировать" на грани мутуализма и антагонизма, причем преобладающие потоки питательных веществ могли неоднократно менять свое направление. Непосредственный переход паразитизма в мутуализм — сранительно редкое явление (пример — "защитные симбиозы" растений со спорыньевыми грибами, в которых исходно паразитический гриб стал защищать растение от растительноядных животных путем синтеза токсичных веществ). В большинстве случаев симбиотические системы развиваются из фрагментов сообществ (экосистем). Например, симбиозы, основанные на биохимической кооперации, в большинстве случаев развиваются из кооперативных объединений свободноживущих организмов, соместно утилизирующих какой-то ресурс, или из фрагментов "трофической пирамиды" (симбиозы производителей органики с ее потребителями). Особый и весьма удивительный случай связи между трофической цепью и биохимическим симбиозом представляет морской моллюск Elysia viridis, питающийся водорослями. Этот моллюск ухитряется переселять пластиды съеденных водорослей в свои собственные клетки и долгое время сохранять их там живыми, приобретая таким образом способность к фотосинтезу. Настоящий гибрид животного и растения.

Симбиоз Александр Марков, Эволюция, Симбиоз, Длиннопост

А. Марков "Рождение сложности"

Окончание следует...

Показать полностью 12
154

Симбиоз

Часть 2. Сообщество превращается в организм.


"Планета микробов" жила и успешно развивалась в течение миллиарда или более лет, и за это время ее микроскопические обитатели добились немалых успехов. Высшим достижением этого этапа эволюции стали сложные микробные сообщества — бактериальные маты.


По уровню целостности бактериальный мат приближается к настоящему организму. Приближается, но все-таки не достигает этого уровня. Прокариоты так и не смогли преодолеть этот рубеж и дать начало настоящим многоклеточным организмам.

Все развитие прокариотной биосферы строилось на основе одного и того же базового "кирпичика" - прокариотической клетке. При всех бесспорных преимуществах этой универсальной живой единицы, при всем ее умении приспосабливаться почти к любым условиям и извлекать энергию чуть ли не из любого химического процесса в строении прокариотической клетки есть ряд непреодолимых ограничений.


Главное из них связано с отсутствием клеточного ядра. Наследственный материал прокариот (обычно это единственная кольцевая молекула ДНК — кольцевая хромосома) находится прямо в цитоплазме, то есть, образно говоря, в бурлящем биохимическом котле, где происходит обмен веществ и осуществляются тысячи химических реакций. В такой неспокойной обстановке очень трудно развить сложные и эффективные молекулярные механизмы регуляции работы генов.

Эукариоты же, спрятав ДНК в ядре, получили недосягаемую прежде возможность тонкой регуляции работы генов.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Это позволило клетке радикально менять свои свойства, структуру и облик, не изменяя при этом сам геном, а только усиливая или ослабляя работу разных генов. Именно эта пластичность позволила эукариотам в конце концов стать многоклеточными в строгом смысле этого слова. Ведь в настоящем многоклеточном организме не просто много клеток, а много разных типов клеток (покровные, мышечные, нервные, половые и т. д.) Однако геном у них у всех один и тот же!

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Второй важный конструктивный "недостаток" прокариотической клетки состоит в отсутствии окруженных мембранами органелл. А ведь далеко не все биохимические процессы, которые могли бы оказаться полезными клетке, можно осуществлять в едином "общем котле", каковым является цитоплазма прокариот. Представьте себе, как усложнилась бы работа химика, если бы в его распоряжении имелась лишь одна-единственная пробирка! Прокариоты, конечно, пытались по-своему преодолеть этот недостаток. Если присмотреться к прокариотической клетке повнимательнее, можно заметить, что в распоряжении бактерий на самом деле не одна "пробирка", а две. В роли второй область снаружи от клеточной мембраны (здесь обычно расположено толстое, рыхлое, сложно устроенное многослойное образование — "клеточная стенка"). В толще клеточной стенки могут протекать химические процессы, не совместимые с теми, которые идут в цитоплазме. Но и двух пробирок все-таки мало для хорошей химической лаборатории!

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Эукариоты в этом отношении дадут прокариотам сто очков вперед. Внутренняя среда эукариотической клетки подразделена двойными и одинарными мембранами на множество разнообразных отсеков (ядро, митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть и т. д.).

Именно из-за этих ограничений прокариоты с самого начала так сильно тяготели к симбиозу. В микробном сообществе разные виды микробов в функциональном отношении соответствуют разным отсекам эукариотической клетки. Сообща микробы могут достичь гораздо большего, чем поодиночке.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Однако как бы ни были тесны связи в симбиотическом содружестве микробов, сообщество не становится настоящим целостным организмом, потому что оно не может размножаться как единое целое. Каждый из микробов сохраняет способность "сбежать" из сообщества и перейти к самостоятельной жизни, если где-то сложатся подходящие для этого условия; каждый размножается сам по себе и имеет свой собственный индивидуальный геном, который и передает своим потомкам. Поэтому естественный отбор продолжает действовать на уровне отдельных клеток, а не на уровне сообщества. Любая мутация, повышающая жизнеспособность данного конкретного микроба, будет поддержана отбором даже в том случае, если это вредно для сообщества как целого.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Чтобы преодолеть эти ограничения, прокариотическим клеткам нужно было сделать еще один шаг — вполне естественный и логичный — в сторону дальнейшего усиления интеграции, сплоченности сообщества. Они должны были по-настоящему слиться в единый организм, отказаться от своей клеточной индивидуальности и объединить свои персональные хромосомы в один большой общий геном.

Именно это и случилось в начале протерозойского эона (около 2,0-2,2 млрд лет назад)


В настоящее время в научной литературе обсуждается два или три десятка возможных сценариев превращения сообщества прокариот в эукариотическую клетку. Они разнятся в деталях, но имеют много общего в целом. Общепризнанным считаются следующее: митохондрии и пластиды являются прямыми потомками прокариот. В качестве неоспоримых доказательств своего бактериального происхождения они по сей день сохранили кольцевые хромосомы и способность к самостоятельному размножению путем деления. То есть, даже по прошествии двух с лишним миллиардов лет они все еще держат свои чемоданы собранными.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

А. Марков. "Рождение сложности".


Продолжение следует...

Показать полностью 6
352

Симбиоз

Давно ничего не выкладывал, а тут вот на ноуте неожиданно появился интернет...

Вдруг кому будет интересно.


Часть 1. Возникновение симбиоза.


Типичным примером примитивизации дарвиновских идей является широко распространенное по сей день мнение о том, что в основе эволюции лежат исключительно эгоизм, конкуренция и безжалостная "борьба за существование".

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Конкуренция, конечно, играет весьма важную роль и в биологической, и в социальной эволюции. Однако в конечном счете, как правило, в выигрыше оказываются не те, кто сумел добиться безраздельного господства в той или иной сфере и уничтожить всех конкурентов, а те, кому удалось наладить взаимовыгодное сотрудничество с ними и превратить врагов в друзей.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Без сотрудничества, кооперации, симбиоза не может существовать (и тем более развиваться) ни одна живая система. В биологии необходимость кооперации и симбиоза совершенно очевидна. Для того чтобы выжить и оставить потомство, каждое живое существо должно справиться с множеством разнообразных проблем. Нужно каким-то образом получать из окружающей среды необходимые вещества, а недостающие самостоятельно синтезировать из подручного материала; нужно добывать энергию, необходимую для энергоемких химических и физических процессов; нужно вовремя избавляться от отходов жизнедеятельности, находить подходящих партнеров для обмена наследственным материалом, заботиться о потомстве, защищаться от хищников и так далее — и все это в переменчивой, далеко не всегда благоприятной внешней среде. Требования, предъявляемые жизнью к каждому отдельному организму, не только многочисленны и разнообразны — очень часто они еще и противоречивы. Невозможно оптимизировать сложную систему сразу по всем параметрам: чтобы добиться совершенства в чем-то одном, приходится жертвовать другим. Поэтому эволюция — это вечный поиск компромисса, и отсюда следует неизбежная ограниченность возможностей любого отдельно взятого живого существа. Самый простой и эффективный путь преодоления этой ограниченности — симбиоз, то есть кооперация "специалистов разного профиля".


Многие биологи полагают, что все разнообразие жизни на нашей планете происходит от единственного исходного вида — "универсального предка" по имени Лука (Last Universal Common Ancestor, LUCА). Другие, в том числе крупнейший микробиолог академик Г.А. Заварзин, с этим не согласны. Они исходят из того, что устойчивое существование биосферы возможно только при условии относительной замкнутости биогеохимических циклов — в противном случае живые существа очень быстро израсходуют все ресурсы или отравят себя продуктами собственной жизнедеятельности.


Замкнутость циклов может быть обеспечена только сообществом из нескольких разных видов микроорганизмов, разделивших между собой биогеохимические функции. Одни, используя ресурсы среды, наполняют ее продуктами своей жизнедеятельности, а другие, используя эти продукты, возвращают в качестве своих отходов первоначальный ресурс во внешнюю среду. Примером такого сообщества являются циано-бактериальные маты.


Впрочем, следует помнить, что в биологии не бывает правил без исключений и даже видимая безупречность логических рассуждений не всегда может служить критерием истины. Теоретически все-таки можно себе представить единичный вид микроорганизмов, существующий на планете в течение очень долгого времени. Например, если "пищей" ему служат какие-либо вещества, поступающие понемножку из земных недр, а отходы жизнедеятельности либо перерабатываются в геохимических круговоротах без участия живых организмов, либо, к примеру, просто захораниваются в земной коре. Таким образом, этот гипотетический микроорганизм попросту встраивается в уже существующий геохимический цикл, лишь ускоряя его.


Однако в целом на сегодняшний день утверждение "в начале было сообщество" представляется, на мой взгляд, более вероятным, чем "в начале был один вид микробов".


В любом случае, уже 3,55 млрд лет назад на Земле, по-видимому, существовали сложные микробные сообщества — бактериальные маты. В наши дни нечто подобное можно наблюдать в некоторых экстремальных местообитаниях, таких как горячие источники. Древние бактериальные маты, вероятно, состояли из двух слоев. В верхнем обитали аноксигенные (не выделяющие кислород) фототрофы. Они синтезировали органику из углекислого газа, потребляли сероводород и выделяли сульфаты. В нижнем слое жили бродильщики (они потребляли органику, произведенную фототрофами, и выделяли водород), сульфатредукторы (потребляли сульфаты и водород, производили сероводород), а также, возможно, метаногены с метанотрофами.


Важнейшим поворотным пунктом в развитии жизни стало изобретение оксигенного, (кислородного) фотосинтеза, благодаря которому в атмосфере начал накапливаться кислород и стало возможным существование высших организмов. Это великое событие произошло, по-видимому, 2,5-2,7 млрд лет назад (хотя ряд ученых придерживается мнения о более раннем появлении кислородных фотосинтетиков). "Изобретателями" кислородного фотосинтеза были цианобактерии, или, как их раньше называли, сине-зеленые водоросли.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Важность сделанного цианобактериями "открытия" трудно переоценить. Без цианобактерий не было бы и растений, ведь растительная клетка — результат симбиоза нефотосинтезирующего (гетеротрофного) одноклеточного организма с цианобактериями. Все растения осуществляют фотосинтез при помощи особых органелл — пластид, которые суть не что иное, как симбиотические цианобактерии. И неясно еще, кто главный в этом симбиозе. Некоторые биологи говорят, пользуясь метафорическим языком, что растения — всего лишь удобные "домики" для проживания цианобактерий.


После появления цианобактерий безраздельное господство прокариот (безядерных) на нашей планете продолжалось еще очень долго — полтора или два миллиарда лет. Микроорганизмы постепенно становились все более многочисленными и разнообразными. В конце концов уровень интеграции в сообществе прокариот достиг такого уровня, что несколько разных видов микроорганизмов слились в единый организм — эукариотическую клетку.

Симбиоз Александр Марков, Симбиоз, Биология, Научпоп, Эволюция, Длиннопост

Это событие можно считаеть вторым по значимости в истории жизни на Земле. На первом месте, конечно, стоит само ее появление.


А. Марков. "Рождение сложности".


Продолжение следует...

Показать полностью 3
201

Александр Марков "Эволюция человека"

Александр Марков "Эволюция человека" Александр Марков, Эволюция, Научпоп, Антропогенез, Обзор книг

Тема биологической эволюции, а, в частности, эволюции гоминид мне была интересна всегда. Недавно я прочитал и написал здесь отзыв об одной из самых известных книг на эту тему - "Доказательства эволюции" Докинза. И там в комментариях мне порекомендовали почитать российского биолога Александра Маркова, который тоже написал несколько научно-популярных книг на эту тему.

Личность Александра Маркова мне была известна и ранее по его участию в форуме" Учёные против мифов". Выступающие на этом форуме имеют у меня некоторую степень доверия и я решил прочитать труд Маркова об эволюции человека.

В отличие от Докинза, книга Маркова не ставит задачу доказать сомневающимся существование эволюции. Эта книга говорит о современных научных данных и исследованиях, говорящих о том, как эта Эволюция проходила и, что очень интересно, какие мы видим последствия эволюции в нашей современной жизни. Книга Маркова чуть более научная и чуть менее популярная. Так как моя специальность некоторым образом связана с биологией, мне было понятно почти всё, за гуманитариев ручаться не буду.

Для меня эта книга хороша в первую очередь тем, что там приведено много ссылок на современные достижения и открытия, которые были сделаны уже после того, как я закончил университет, и о которых мне никак не могли там преподавать. Хотя на моей специальности (геоэкология) эволюционную теорию преподавали в принципе достаточно бегло. Про то, как ее преподают в школе я вообще молчу.

Книга освежила некоторые мои знания. Рассказала много нового. Дала пищу для размышлений. При этом она написана очень хорошим языком, с долей юмора, с описанием множества интереснейших экспериментов. В общем, рекомендую всем интересующимся.

136

Неандертальцы.

Как известно, неандертальцы, особенно европейские, обладали крепким телосложением и большой физической силой. Они явно были хорошими охотниками, питались в основном мясом. До недавних пор думали, что они вообще ничего другого не ели. На это вроде бы указывали результаты изотопного и микроэлементного анализа костей и зубов. Однако недавние исследования зубного камня неандертальцев показали, что растительная пища все-таки входила в их рацион, причем эту пищу подвергали термической обработке.


Об охотничьих приемах неандертальцев известно мало. Предполагают, что они редко или вовсе не пользовались метательным оружием. Хотя их предки, европейские Н. heidelbergensis, еще 400 тыс. лет назад умели делать метательные копья из стволов молодых елей, за неандертальцами такого пока не замечено. Похоже, они предпочитали ближний бой. Поэтому ли, по причинам ли социального характера, но многие неандертальские скелеты несут следы многочисленных травм и ранений, нанесенных преимущественно спереди. Этим они отличаются от хитрых кроманьонцев — сапиенсов, явившихся в неандертальскую Европу около 45 тыс. лет назад. У кроманьонцев травм поменьше, и многие из них нанесены сзади.

Неандертальцы. Александр Марков, Биология, Неандерталец, Эволюция, Длиннопост

В общем, неандертальская жизнь была не сахар. Но человеческий дух способен подняться над житейскими невзгодами. Неандертальцы не бросали своих: даже сильно искалеченные, больные, не способные участвовать в охотах или схватках с соседями индивиды продолжали жить со своими семьями. Ясно, что о них заботились, кормили их.


Успехи палеогенетики в последние годы позволили разрешить много спорных вопросов, касающихся неандертальцев. В том числе — связанных с их географическим распространением.


Самой восточной находкой останков неандертальцев долгое время считался скелет ребенка из грота Тешик-Таш в Узбекистане, обнаруженный в 1938—1939 гг. Правда, мало кто из антропологов искренне верил, что именно здесь и проходила восточная граница ареала неандертальцев.


К сожалению, человеческий костный материал из среднего палеолита Южной Сибири крайне скуден, что оставляет широкий простор для противоречивых интерпретаций. Единичные зубы, как будто "неандерталоидного типа", а в пещере Окладникова — еще и несколько обломков костей конечностей трактовались по-разному. В частности, А. П. Деревянко и его коллеги склонялись к версии, что это кости сапиенсов с некоторыми чертами, характерными для азиатских эректусов — возможное свидетельство гибридизации; другие исследователи придерживались "неандертальской" версии.

Неандертальцы. Александр Марков, Биология, Неандерталец, Эволюция, Длиннопост

На сегодняшний день твердо установлено, что сапиенсы и неандертальцы долгое время развивались изолированно, и поэтому в их ДНК накопились разные наборы мутаций, по которым их можно легко различить.


Можно считать доказанным, что в Узбекистане и на Алтае в среднепалеолитическую эпоху действительно жили неандертальцы. Ну или по крайней мере люди, в чьих жилах текла неандертальская кровь. Необходимо пояснить, что результаты этого исследования не имеют никакого отношения к дискуссии о том, могли ли сапиенсы скрещиваться с неандертальцами.


Как мы знаем, современное внеафриканское человечество произошло от небольшой группы людей, вышедших из Африки. Современные африканцы по своим митохондриальным последовательностям гораздо более разнообразны, чем внеафриканское человечество (и чем неандертальцы). Это объясняется тем, что в исходе из Африки приняли участие носители лишь малой части тех вариантов ДНК, которые существовали в Африке к тому времени (и существуют там поныне). Полученные данные, по-видимому, свидетельствуют о том, что в истории неандертальцев, как и в нашей, был период резкого сокращения численности ("бутылочное горлышко"), сменившийся периодом быстрого расселения генетически однообразной популяции по обширным территориям.


Что это было за "горлышко"? Не было ли оно связано с уже знакомой нам глобальной катастрофой — чудовищным извержением вулкана Тоба на Суматре 74 тыс. лет назад, за которым последовало резкое похолодание? Пока можно только гадать. Предполагается, что неандертальская раса начала складываться в Европе около 400—300 тыс. лет назад "на базе" тамошних гейдельбергских людей, а восточная экспансия неандертальцев началась не ранее чем 125 тыс. лет назад.


Рыжий цвет волос и бледная кожа у европейцев связаны с мутациями в гене меланокортинового рецептора (MC1R). В 2007 году большая группа антропологов и молекулярных генетиков из Германии, Испании, Италии, Франции и США сумела выделить из костей двух неандертальцев фрагменты гена mc1r и определить их нуклеотидную последовательность . Один неандерталец жил в северной Италии 50 тыс. лет назад, другой — в Северной Испании 43 тыс. лет назад.

Неандертальцы. Александр Марков, Биология, Неандерталец, Эволюция, Длиннопост

Человек рождается с гораздо более крупным мозгом, чем все прочие современные приматы, что делает роды трудными и опасными. Рождение недоразвитых детей развилось в ходе эволюции как необходимый компромисс, компенсация за непомерно раздувшуюся голову представителей рода Homo. Из этого напрямую следуют другие уникальные особенности человека: долгое детство, быстрый рост мозга в первые годы жизни, а также, вероятно, сильная родительская любовь и привязанность к детям.


Если человеческий мозг от рождения до зрелости вырастает в 3,3 раза, то у шимпанзе — только в 2,5. До сих пор не вполне ясно, на каком этапе эволюции наших предков появились эти признаки.


Неандертальцы имели в среднем чуть более крупный мозг, чем современные люди, но они и сами были массивнее. Впрочем, сапиенсы начала позднего палеолита ( 2,5 млн лет назад) тоже были покрупнее нынешних, и мозг у них по размеру был практически такой же, как у неандертальцев.


Относительно того, как протекало раннее развитие мозга у неандертальцев, было высказано несколько гипотез, однако для их проверки не хватало фактов.

Неандертальцы. Александр Марков, Биология, Неандерталец, Эволюция, Длиннопост

Самая ценная из находок — скелет новорожденного неандертальца, найденный в пещере Мезмайской на Северном Кавказе (Апшеронский район Краснодарского края). Этот ребенок умер 63—73 тыс. лет назад в возрасте не более двух недель. Костные остатки ребенка из Мезмайской пещеры представляют собой 141 фрагмент; большинство костей отделены друг от друга, но сохранились достаточно хорошо. При помощи рентгеновской томографии и специальных компьютерных программ удалось реконструировать почти весь скелет. Принадлежность этого ребенка к виду Homo neanderthalensis подтверждается как его строением, так и анализом митохондриальной ДНК. Объем мозга в момент смерти у него был в пределах от 422 до 436 см3; в момент рождения, вероятно, около 400 см3, поскольку у современных детей мозг после рождения увеличивается в среднем на 20 см3 в неделю. Таким образом, новорожденный неандерталец по объему мозга не отличался от современных детей, у которых он при рождении составляет от 380 до 420 см3. Это важный результат, показывающий, что такая ключевая особенность современного человека, как рождение детей с крупным мозгом, вероятно, была характерна уже для общих предков Н. sapiens и Н. neanderthalensis, живших 400—500 тыс. лет назад. Из этого также можно заключить, что и продолжительность беременности у неандертальцев и наших с ними общих предков была примерно такой же, как у современного человека.

Неандертальцы. Александр Марков, Биология, Неандерталец, Эволюция, Длиннопост

Авторы привлекли также данные по неандертальцам более старшего возраста, чтобы выяснить всю траекторию роста мозга. Оказалось, что эти траектории у современных людей и неандертальцев были очень похожими. Вопреки прежним предположениям период роста мозга у неандертальцев был таким же долгим, как у нас. Поэтому нет оснований считать, что для неандертальцев было характерно ускоренное развитие и короткое детство, как предполагалось ранее некоторыми авторами.


Хотя по объему мозг неандертальцев был практически таким же, как у нас, по форме он заметно отличался. У сапиенсов мозг более округлый, у неандертальцев — удлиненный. Сам мозг почти никогда не сохраняется в ископаемом состоянии, но о его размере, форме и отчасти структуре (относительном развитии разных участков) можно судить по эндокрану — слепку внутренней части черепной коробки.


По оценкам израильских археологов, время сосуществования людей современного типа и неандертальцев на Ближнем Востоке могло длиться около 10 тыс. лет. Этого вполне достаточно, чтобы две популяции успели обменяться генами. Редкие, но плодотворные встречи сапиенсов и неандертальцев оставили след в геноме современных людей. Когда сапиенсы стали расселяться с Ближнего Востока по просторам Евразии, они уже несли в себе неандертальские гены. Впоследствии они еще не раз встречались с неандертальцами, но, по-видимому, больше не скрещивались с ними. Например, если бы сапиенсы, пришедшие в Западную Европу более 40 тыс. лет назад, скрещивались с европейскими неандертальцами, то в геномах современных европейцев было бы больше неандертальских примесей, чем в геномах китайцев или папуасов. Но этого не наблюдается: у жителей разных районов Евразии процент неандертальских генов примерно одинаков. Это указывает на единичный и недолгий период гибридизации, имевший место после выхода сапиенсов из Африки, но до начала их широкого расселения по Евразии.


Из книги А. Маркова "Эволюция человека."

Сайт Александра Маркова http://www.evolbiol.ru/

Показать полностью 4
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: