Женская имперсонация графа Дракулы (с) (acantharia) wrote,
Женская имперсонация графа Дракулы (с)
acantharia

Categories:

динамика эволюционного процесса в масштабах геологического времени

Решая проблему закрытия межкрыловидной ямы у черепах, я сделала предположение, что этот эволюционный процесс на самом деле состоит из двух компонентов: первая составляющая – разрастание птеригоидов вширь, а вторая – переход их в одну плоскость с базисфеноидом.
Надеюсь, никого не придется убеждать, что закрытие межкрыловидной ямы – это именно процесс, а не событие. Потому что событие – что точка пространства-времени, а процесс – это последовательность связанных точек. Закрытие ямы произошло не «вдруг», из яйца черепашки с ямой не вылупилась черепашка без ямы. В палеонтологической летописи яма мельчала и мельчала, пока не начали появляться формы, у которой ее совсем нет.
Ну да сегодняшняя моя песнь не о том. На самом деле, вообще не важно, какие признаки использовать. Ибо речь о модели и теории. Как выразился мой брат, с тем же успехом для удобства усвоения можно принять, что черепашки из маленьких и черных становились большими и белыми.

Вводные данные.
Самая древняя известная настоящая черепаха – Проганохелис – была маленькая и черная имела большую и глубокую межкрыловидную щель и птеригойды, залегающие сильно ниже базисфеноида. Современные черепахи большие и белые имеют полностью срощенные птеригойды и базисфенойд, лежащие в одной плоскости (настолько, что образованная ими структура – нёбо – представляет собой просто гладкую, ровную поверхность). Самое простое предположение, как одно могло превратиться в другое, гласит, что черепахи становились всё больше и светлее кости постепенно сближались друг с другом, пока не сомкнулись и не срослись.


Линейный процесс сближения и однократное событие «закрытие ямы»

Однако палеонтологическая летопись ВНЕЗАПНО являет нам целый букет форм вроде «маленького-и-белого» или «большого-и-черного», у которых в этом месте ВНЕЗАПНО появляются всякие необъяснимые дырья, разрастаются неведомые структуры, которые у нормальных людей черепах никогда не разрастаются, и вообще, всё это ни в какие ворота не лезет в исходную гипотезу не укладывается. Что делать?
Тупо попялившись в бинокуляр на птеригоиды кое-каких ископаемых черепах, по всеобщему мнению (а также и геологическому возрасту) находящихся вблизи точки полного исчезновения межкрыловидной ямы и прочитав могучее заклинание тирьямпампации, я, наконец, сделала допущение о разложении одного процесса на две составляющие, и нарисовала диаграмму следующего вида:



Двумя координатными осями являются два процесса. Я приняла по три состояния каждого из процессов – исходное, конечное и промежуточное. Получилась матрица 3*3, итого 9 возможных комбинаций. Таксоны (а вернее морфотипы) являются точками, частными «решениями» сложения/суперпозиции двух процессов.

Все известные мне типы строения аккуратненько разложились по ячейкам матрицы, оставив всего две (максимум три) незанятые клетки. Необъяснимых, из ряда (в данном случае из матрицы) вон выходящих форм не осталось. Черепа древнейших – триасовых – черепах известны плохо, к тому же я их в руках не держала и в глаза не видела. Но готова биться об заклад, что они покроют оставшиеся незанятые позиции вблизи верхнего левого угла (Проганохелиса). И это есть первое предсказание, которое можно извлечь из получившейся схемы.

Теперь наложим на диаграмму стрелу времени из верхнего левого угла (назовем его Точка А) в нижний правый (назовем его Точка Б). Не забывайте, что время нельзя представлять буквально в виде стрелы, то есть это не одномерная линия. Время везде, оно захватывает все точки пространства и действует на все объекты, а «стрела» оно потому, что везде однонаправленно и необратимо. На самом деле, оно скорее поле – векторное поле – действующее по всему пространству матрицы.



Позиции диаграммы относительно стрелы времени совпадают с примерным реальным временем появления и существования реальных форм: чем они ближе к Точке Б, тем позже они существовали. Проганохелис (в точке А) – самая древняя и ранняя черепаха. Гекерохелис – средняя юра. Плевростернон – поздняя юра-мел. Аннемис (как представитель семейства ксиньянгхелид), конечно, средне-поздняя юра-мел, но они считаются непосредственными предками современных черепах и просуществовали до мела. Мейоланииды – мел-палеоген, а последние представители в рефугиуме на островах Океании вымерли несколько тысяч лет назад.

Иными словами, мы получаем наглядное изображение эволюционного процесса, как он наблюдается в масштабе геологического времени.

+ Мы получаем предсказание, какие новые варианты строения и в каких примерно временнЫх слоях мы еще можем выкопать (в Триасе у нас есть шанс найти еще два доселе невиданных типа строения небной области черепах).

О родственных узах.
Далее, давайте вспомним, что черепашки рождаются не от сочетания признаков, а от других черепашек. Иными словами, все позиции в матрице IRL как-то связаны родственными узами.
Теперь попробуйте проложить маршрут из Точки А в Точку Б. То есть соединить клетки одномерными стрелочками «предок-потомок». Получилось? Вот и у меня не получилось. Проложить маршрут можно [почти] любым способом. Запрещены разве что полные реверсии, то есть направления, противоположные стреле времени, да и то с оговорками. А разрешены даже направления, перпендикулярные стреле времени (как, например, вполне можно представить происхождение Плевростернона от Гекерохелиса, если допустить вторичную редукцию флангов птеригойдов): при таком шаге происходит реверсия одного из двух компонентов процесса (частичная реверсия), но не реверсия всего процесса относительно времени.
Получается, к современным черепахам одинаково близки Аннемисы и Мейолании; чуть-чуть подальше Гекерохелис, но и от него всего один шаг. А предок должен быть только один! А выбрать из них невозможно, таблица не содержит информации, которая позволила бы отдать предпочтение одной из ячеек как предку другой ячейки (по крайней мере, я ее не вижу)! А всё потому, что условия задачи симметричны для обеих осей относительно решения (ц мой брат).

Может, нам просто не хватает данных?
Ок, давайте добавим еще признаков.
Новый признак станет новой – третьей – осью матрицы. Он добавит еще одно измерение.
Теперь у нас трехмерная матрица 3*3*3, 27 возможных комбинаций, 7 максимально близких к Точке Б форм. И не забывайте, что Точка Б переместилась на противолежащий к Точке А угол куба, а не квадрата, и стрела времени у нас теперь направлена не через плоскость, а через пространство куба.
Ясности не прибавилось, скорее наоборот. И не прибавится, сколько признаков ни добавляй. Возьмите четвертый признак – он станет четвертым измерением, матрица превратится в четырехмерный гиперкуб (который и нарисовать-то уже вразумительно нельзя), со всеми вытекающими. Возьмите хоть двести признаков, хоть тысячу – это приведет лишь к усложнению, а не упрощению задачи (с 200- и 1000-мерным пространством), и не приблизит решение, так как условия будут по-прежнему симметричны для каждой из осей.
Итого, напрашивается печальный вывод: морфология (морфологические признаки) не позволяет реконструировать генеалогическое дерево по крайней мере внутри группы близких и похожих друг на друга организмов. Она позволяет реконструировать лишь общий ход эволюционного процесса целой группы как единого объекта – «пространства признаков». Она позволяет устанавливать степени сходства и близости, которые, однако, информации о родстве не содержат.
А если я совсем обнаглею, то добавлю, что на координатные оси можно поставить молекулярно-генетические признаки - "эволюция гена 1" и "эволюция гена 2" - и будет ровно та же фигня. Хотя специфика молекулярки и отношения молекулярки и морфологии - тема для отдельного размышления.

Единственное исключение - это установление родства максимально далеких друг от друга (и максимально не похожих друг на друга) Точек А и Б.
Когда Точка А запускает у себя несколько эволюционных процессов, она создает впереди себя «пространство признаков», в котором в будущем будут двигаться ее потомки, и где-то далеко впереди возникает неизбежная Точка Б как точка, в которой все запущенные процессы достигают предельных уровней / максимальных значений развития. Так или иначе, все потомки А будут приближаться к Б, не важно, какими конкретно путями.
Разнообразие строения потомков Точки А будет создаваться гетерохронией идущих внутри них процессов. У каких-то потомков быстрее идет первый процесс, медленнее второй, у других потомков первый процесс идет медленнее, а второй – быстрее. Но с какими бы скоростями у кого что ни шло, они все будут двигаться к состоянию Б.
А что такое IRL Точка Б по сравнению с Точкой А в морфологическом выражении? Это самая непохожая на нее точка. Это точка, в которой все признаки приняли новые значения. Если признаком-процессом является исчезновение чего-то, то в точке Б оно окончательно, бесследно исчезнет. Если признак – это появление чего-то, то в Точке Б оно появится во всей красе. Если признак – это замена одного другим, то в Точке Б новое окончательно сменит старое, и от старого не останется ни следа. Таким образом, Б – это новая форма жизни, обладающая новым комплексом признаков, которых не было у А.
В нынешней биологической парадигме принято родство двух точек устанавливать по сходству: две точки считаются родственными, если они имеют общие черты. Однако эволюционный процесс приводит к утрате сходства. Установление родства по сходству применимо лишь для одновременно живущих форм (то есть для точек, разнесенных в пространстве, но не во времени): если эволюционные пути двух точек разошлись недавно, они будут больше похожи друг на друга (иметь меньше различий), чем если их пути разошлись давно. Однако установление родства по сходству не применимо для точек, разнесенных во времени. Чем дальше во времени отнесены друг от друга А и Б, тем меньше между ними будет сходства, несмотря на то что они являются прямыми предком и потомком.
Их родство может быть установлено через «пространство признаков». Берем две крайне точки, проводим учет их различий и, соответственно, предполагаем, какие процессы должны были протекать для того, чтоб преобразовать одно в другое. Получаем гипотезу о «пространстве признаков», соединяющем две точки. Затем проверяем ее фактическими данными: насколько матрица заполняется реально существовавшими ископаемыми формами. Если заполнение происходит, все формы можно считать родственно связанными.

Угу, и здесь же я хочу сразу возразить сама себе. Эволюционный процесс приводит к утрате сходства только между узловыми точками, между А и Б. А внутри матрицы он во второй фазе – в фазе сокращения разнообразия после прохождения максимума – приводит, наоборот, к увеличению сходства: всё, то остается в живых, приобретает все больше сходства друг с другом и с Б.


О динамике биоразнообразия, или откуда есть пошли массовые вымирания

Теперь выполним серию послойных сечений через матрицу перпендикулярно к оси времени. Стрела времени указывает направление движения из прошлого в будущее. Каждое сечение является «моментом настоящего» - совокупностью всего, существующего одновременно.


Количество форм в каждом слое получается: 1-2-3-2-1.

Находящийся внутри пространства наблюдатель будет наблюдать не сразу все пространство, а только сечение, в котором находится он сам, и кое-какие следы из прошлого, которые будут доходить до него в виде, скажем, палеонтологической летописи.



Он увидит, что после того, как появился самый древний, первый представитель группы, в каждом следующем (то есть более молодом) слое количество форм сначала увеличивается, потом достигает расцвета, потом происходит перелом и начинается сокращение, неумолимо, пока от всего разнообразия не остается один пшик одна-единственная форма.
Получаем цикл из вспышки разнообразия и вымирания. В котором сокращение происходит не случайно, не из-за какого-то ЧП, и даже не из-за изменений окружающей среды – то есть не из-за вмешательства внешнего, постороннего фактора – а только лишь потому, что далекий общий предок запустил у себя сразу два эволюционных процесса, и к настоящему моменту почти вся матрица возможных комбинаций пройдена, и непройденных вариантов остается все меньше. То есть – по чисто внутренним причинам. В статичном пространстве без времени мы бы увидели просто полный спектр форм. В пространстве-времени, где одно из направлений – время, спектр будет «развертываться» постепенно.
Вывод: такие циклы – естественная и единственная форма существования разнообразия во времени, и вымирания – его естественная, неотъемлемая часть.

Далее. Разнообразие нарастает по мере удаления от Точки А и достигает максимума в самый разгар процесса преобразований, при средних значениях совокупности признаков, затем неизбежно сокращается при приближении к Точке Б. Точка Б – это не просто конечная точка развертывающегося спектра - «пространства признаков», но и, с эволюционной точки зрения, самое прогрессивное из возможных состояний, «венец творения». Максимум прогрессивности достигается на фоне минимума разнообразия. Цикл заканчивается выходом на новый эволюционный уровень.
С точки зрения наблюдателя может показаться, будто появился мегамонстр и сожрал всех, кто попроще. Но на самом деле в исчезновении «всех, кто попроще» мегамонстр не виноват, он тут скорее следствие, а не причина.

Далее. Коль скоро Точка Б – это максимальное развитие всех эволюционирующих в текущем спектре признаков, то по ее достижении двигаться внутри данной системы координат больше некуда. Что дальше?
Дальше у нее есть три возможных пути. 1) Умереть. Группа входит в «бутылочное горлышко», и если на этой стадии не только по разнообразию, но и по численности представителей остается мало, то в этот момент их может кто-нибудь съесть, или на них бухнется пресловутая комета-галлея, или исчезнет привычная среда обитания, а может, им просто станет грустно от одиночества, и они перестанут размножаться. И всё. 2) Хоть разнообразие сократилось всего до одной формы, но зато эта форма – «само совершенство»; и за долгую историю своего появления у нее было время отточить до совершенства свою приспособленность к какой-нибудь среде обитания. Она может «зацепиться» за эту среду и жить в ней так долго, сколько будет существовать эта среда, в почти неизменном виде. И получится из нее реликт. 3) Открыть новый спектр. То есть запустить новые процессы преобразования, недоступные на предыдущем этапе. И пойдет тогда новая вспышка разнообразия на новом уровне организации.

Спектр существует как единый объект, охваченный единым процессом. Внутри спектра – во время его прохождения/развертывания – эволюция носит направленный характер. Иными словами, находясь внутри спектра и зная, какие процессы в нем протекают, можно предсказать, к чему всё придет. Зато при прохождении Точки Б направление эволюции становится неопределенным, то есть изнутри спектра невозможно предсказать, чтО начнет эволюционировать после того, как удастся разобраться с «нынешними» проблемами.

Пифагоровы штаны и «живые ископаемые»
Моя говори: «живое ископаемое» – это нонсенс, потому что любое живое существо прошло одинаковый по физическому времени путь от зарождения жизни на Земле до настоящего момента, и все это время оно эволюционировало. Философия учит, что движение – неотъемлемое свойство самой материи. Ничто материальное не может оставаться неподвижным. Ничто из древности не может сохраниться неизменным. И какое-нибудь нынеживущее существо, которое мы называем архаичной, примитивной формой, на самом деле так же эволюционировало по сравнению с настоящей древней предковой формой, как и продвинутые «высшие», ее современники.
И всё же, снова обратимся к нашей диаграмме.


Есть некоторая разница, как мерить в ней дистанцию между двумя точками – шагами или длиной [сиречь дискретно или континуально, моя любимая тема]. Наибольшим возможным расстоянием в шагах (то есть перемещениях между соседними клетками) внутри матрицы будет 2 шага, и на таком расстоянии от Точки А окажется весь противолежащий периметр (то есть Плевростернон, Аннемис, современная черепаха, Мейолания и «примитивная Мейолания»). Их всех от Проганохелиса отделяет дистанция в 2 шага. Но если мерить не в шагах, а в «протяженной длине», то «квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов», дистанция от Проганохелиса до современной черепахи, соответственно, больше дистанции до Плевростернона, а просто шаг по диагонали (то есть когда работают два процесса) длиннее шага по вертикали или горизонтали (когда один процесс стоит). В «протяженной длине» наибольшее возможное расстояние внутри матрицы всего одно – между двумя противолежащими углами. Если любой шаг в любом направлении делается за одинаковое физическое время, то форма, занимающая Точку Б, за то же самое количество шагов и то же самое время прошла наибольшее расстояние из всех, и это мирит меня с идеей, что какие-то формы можно считать архаичными, «низшими», «живыми ископаемыми». Парадокс, но они прошли расстояние одновременно одинаковое и неодинаковое, а все из-за дискретно-континуального дуализма.

Более того, у форм, занимающих смежные углы, один из признаков достигает наибольшего значения преобразования, однако второй не меняет своего исходного значения. Особи/таксоны как совокупности признаков непрерывно меняются, и в предковой/исходной форме не остается никто; однако внутри них «закопана» часть признаков, сохраняющая неизменность (и именно эти отдельные признаки, а вовсе не особи целиком, являются «живыми ископаемыми»). И если такие таксоны умудряются в реальном времени сохраниться до той же отметки, когда появляется и начинает жить высшая форма из Точки Б, то относительно этой высшей формы они могут считаться «живыми ископаемыми».
Tags: мысля, наукообразно, общая теория всего
Subscribe

  • (no subject)

    Мне вдруг подумалось, что в сюжете ЛКБ галакты играют ту же роль, что Зеленоглазка в "Девятых Вратах".

  • кто о чем, а мы, девочки, о своем.

    Дока заметила: "Странный этот Эли. Ольгу, которая его любит, он отвергает, а женится на Мэри, которая его все время ругает". А я тоже всегда считала…

  • Геннадий Голобоков

    Оригинал взят у vorona_n в Геннадий Голобоков К визуализациям галактов, а также землян. Картины советского художника Геннадия…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments