Проблемы Антропогенеза Казанский университет Зелеев Равиль Муфазалович доцент

Проблемы Антропогенеза Казанский университет Зелеев Равиль Муфазалович доцент кафедры зоологии и общей биологии, к. б. н. zeleewy@rambler. . ruru Скульптура на «обезьяньем острове» Наньвань: Обезьяна, сидящая в позе роденовского «Мыслителя» на стопке томов Дарвина. В одной лапе – человеческий череп, в другой – циркуль для обмера головы.

• Что такое антропогенез? (процесс происхождения человека) • Что, собственно, такое ЧЕЛОВЕК? • Когда он «произошёл» ? • Где это случилось? • Из кого он произошёл? • Мог ли он произойти ещё от кого-то? • Почему он произошёл именно от нашего предка? • Чем на этого «кого» подействовали (чем ещё можно действовать)? • Кто действовал? • Действует ли «он» сейчас? • Идёт ли сейчас антропогенез? • Если «да» , с кем он идёт, сколько ещё будет идти и куда приведёт? • В каких единицах и чем измерять этот процесс? • Наверняка, этот список можно продолжить! Постановка проблемы:

1. Введение. Регламент и анонс основных разделов. История вопроса. Фундаментальные законы Естествознания 20. 02 2. Абиотические системы. Феномен Жизни. Биопоэз. Биогенез 27. 02 3. . Кайнозой: биотическая эволюция гоминид. Анализ некоторых гипотез, нынешней ситуации и прогнозы 6. 03 4. 13. 03 5. 2 0. 03 6. 2 7. 03 7. 3. 04 8. 1 0. 04 9. 17. 04 10. 24. 0 4 Зачёт 17. 05 С е м и н а р ы. ПРИМЕРНЫЙ КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН КУРСА ? ? ? 4 Тематика и регламент могут быть пересмотрены

История Вселенной, Материи, Солнца и Звезд, планеты Земля АБИОТА

Биопоэз 5 … Проблема происхождения Жизни на Земле относится к тому кругу научных задач, решение которых затрагивает основы мировоззрения. Поэтому эта проблема не только привлекает, но и отпугивает многих исследователей, особенно тех, у кого уже устоялись представления о Мире и порядке вещей в нем. Включение новых сведений грозит разрушением привычных представлений В. В. Корона,

Некоторые теории антропогенеза 6 « Н а у ч н ы й » к р е а ц и о н и з м

7 Палеозой Мезозой Кайнозой. Криптозой «ЕСТЕСТВЕННАЯ ИСТОРИЯ»

Биоэволюция гоминид

Разум: атрибуты, варианты, происхождение, эволюция

Антропосоциогенез

1 1 Прогнозы

Что понимать под «Проблемами» Антропогенеза? • Проблема – задача с неизвестным способом решения • Антропогенез – прежде всего – процесс, поэтому необходимо знать закономерности аналогичных известных, изученных процессов • Антропогенез как процесс – не закончен, неизвестны его исходная и конечная точки, неизвестны и сопутствующие им критерии • Нет ясности в механизмах, лежащих в основе этого процесса, в его направленности, степени детерминированности, разнообразии вариантов, и т. д.

Соотношение понятий «ЭВОЛЮЦИЯ» и «РАЗВИТИЕ» Развитие : • Направленность • Необратимость • Движущая сила находится в самом объекте развития • «Развертывание» того, что было «свернуто» Эволюция : • Изменение в значительной степени НЕПРЕДСКАЗУЕМОЕ и чаще направляемое ИЗВНЕ… 13 Изменения в системе (Урманцев, 1974): изменения — числа элементов, — связей элементов, — свойств элементов Эволюция неживых объектов (например, звезд) соответствует в значительной мере онтогенезу, а не филогенезу, как у живых систем

Чарльз Дарвин (1809 -1882) Чарльз Лайель (1797 -1875) Альфред Уоллес (18 2 3 -1913) Эрнст Геккель (1834 -1919)Идея эволюции питекантропы Геккеля Жан Батист Ламарк (1744 -1829)14 Эжен Дюбуа 1858 —

• Материал эволюции – случайные мутации. Изменчивость незакономерна и неограничена • Основной и/или единственный движущий фактор эволюции – естественный отбор • Элементарная единица эволюции – популяция • Эволюция происходит дивергентно (расхождение признаков). Любой реальный, а не сборный таксон монофилетичен (от единого предка) • Эволюция градационна (плавно, без скачков) • Вид – это совокупность множества морфологически, физиологически и генетически различных, но репродуктивно неизолированных популяций • Поток генов возможен лишь внутри вида – генетически целостной и замкнутой системы • Макроэволюция идет только через микроэволюцию • Эволюция непредсказуема , имеет ненаправленный характер15 (1934 -2000) Критерии вида (по СТЭ) неприменимы к: бесполым, агамным, амфимиктичным, партеногенетическим формам (большинство прокариот, низших и вторично специализированных эвкариот), к вымершим организмам (в палеонтологии) Постулаты дарвинизма и неодарвинизма (СТЭ): (Воронцов Н. Н. , 1984)

• Изменчивость закономерна • Естественный отбор не единственный, а м. б. и не фактор эволюции • Эволюция происходит конвергентно (схождение признаков). монофилетичность ограничена • Эволюция, по большей части, сальтационна • Поток генов возможен в пределах всей Биосферы • Макроэволюция – проявление эволюции Биосферы на таксонах, микроэволюция связана лишь с адаптацией • Эволюция предсказуема и направленна. Некоторые возражения в адрес СТЭ:

Г. де Фриз Классическая генетика. Антидарвинизм Палеонтология 1 7 Сальтационизм Коп

Теория прерывистого равновесия

Симбиогенез • Введение термина «Симбиогенез» (1909 г. ) • Теория «двух плазм» Эмпедокл (-490 — -430) – древнегреческий натурфилософ, видевший мир, как взаимодействие первопричин (земля, вода, воздух, огонь) через любовь (соединение) и вражду (отталкивание). Организмы (в том числе — человек) рождаются из земли отдельными органами, комбинируясь в невероятных сочетаниях (предтеча симбиогенеза ): «Выросло много голов, затылка лишенных и шеи, Голые руки блуждали, не знавшие плеч одиноко, Очи скитались по свету без лбов, им ныне присущих» Мережковский Константин Сергеевич (1855 -1921) «Множество стало рождаться двуликих существ и двугрудых, Твари бычачьей породы с лицом человека являлись… Женской природы мужчины, с бесплодными членами твари» … что сочеталось с аналогом сегодняшнего отбора ( античный дарвинизм) Новое – хорошо забытое старое! Фаминцын Андрей Сергеевич (1835 -1918) Кропоткин Петр Алексеевич (1842 -1921)

В 1917 году этот шотландский зоолог написал книгу «Рост и форма» , где представил свой «метод трансформации» — искажение изображения животного на миллиметровой бумаге, преобразуя систему координат рисунка Д. Арси Вентворт Томпсон (1860 -1948)

22 Номогенез Работы Д ’Арси Томпсона

Любищев Александрович (1890 -1972) Мейен Сергей Викторович (1935 -1987) Чайковский Юрий Викторович в. н. с. ИИЕи. Т (г. Москва)23 Берг Лев Семёнович (1876 -1950)

24 Примеры геометрической правильности природных форм Номогенез Природа волновой ряби Полигональные структуры

фракталы2 5 Z n +1 = ( Z n ) 2 +

Фрактальная структура капилляров

ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК ЭВОЛЮЦИОНИЗМА ДАРВИНИЗМ НОМОГЕНЕЗ ЛАМАРКИЗМРазнообразие Адаптация Прогресс2 7. О б . . а П о. . д . . О. . д а. . . Е д а. . Д а П о б е д а. О б е . . . . Б е д а Номогенез

Элементы «фоторобота» единой эволюционной теории • Теории биологической эволюции • Эволюция Биогенного круговорота (Би. К) • Эволюционные представления из гуманитарных наук • Эволюционные представления из точных наук: неравновесная термодинамика, синергетика, представления о фракталах • 2 -й закон термодинамики (Больцман) • Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) • Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) • Принцип Ле-Шателье-Брауна • Принцип Пастера-Пригожина • 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) • Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)Общенаучные концепции:

Формальные свойства систем: Целостность, суммативность, механизация, централизация, иерархическая организация системы29 Людвиг фон Берталанфи (1901 -1972) Австрийский методолог науки, один из основоположников « общей теории систем » (ОТС) и « теории открытых систем » . В 20 -30 -х гг. создал концепцию «организмизма» , основу которой составляет представление о том, что живой организм – не конгломерат отдельных элементов, а определенная система , обладающая организованностью и целостностью. Причем эта система находится в постоянном изменении – «организм напоминает, скорее пламя, чем кристалл или атом» . Основные задачи ОТС: — формулирование общих принципов и законов систем независимо от их специального вида, природы составляющих их элементов и отношений между ними; — Установление путем анализа биологических, социальных и бихевиоральных объектов как систем особого типа точных и строгих законов в нефизических областях знания; — Создание основы для синтеза современного научного знания в результате выявления изоморфизма законов, относящихся к различным сферам реальности. альтернативные концепции: тектология (Богданов А. А. , 1913 -1917), праксеология (Т. Котарбиньский, 1886 -1981), кибернетика (Н. Винер), синергетика , теории самоорганизации , катастроф и хаоса (Хакен, Эйген, Колмогоров, Моисеев, Пригожин и др. ) «четыре основных направления теории систем: кибернетика, теория игр, теория принятия решений и теория связи» (Уоддингтон, 1970: На пути к теоретической биологии. 1. Пролегомены)

Общенаучные концепции: 2 -й закон термодинамики (Больцман) Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) Принцип Ле-Шателье-Брауна Принцип Пастера-Пригожина 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)

Герберт Спенсер (1820 -1903) Английский философ, социолог, психолог, основоположник органической школы в социологии, один из родоначальников позитивизма. Выдвинул концепцию, согласно которой сознание – процесс, развивающийся по общим законам биологической эволюции и выполняющий функцию приспособления организма к среде. Эти взгляды трансформировались в концепцию Глобального Эволюционизма : от атомов и молекул, через усложнение уровней организации живых систем – к социальной эволюции. Основное сочинение – «Система синтетической философии» (1862 -1896)31 Ввёл в научный оборот термин « эволюция » в его современном историческом понимании (до этого под ним понимали индивидуальное развитие)

Уровни организации Материи (Кудрин Б. И. , 2001) Носители Параметры Разнообразие Примечания Поля Точка сингулярности 1 0 0 Пространство-в ремя Частицы Число элементарных частиц 10 1 Вещество (структура) Атомы Число химических элементов 10 2 Молекулы Химическое разнообразие 10 4 Организмы Биоразнообразие 10 8 (100 млн. ) Круговороты (процессы)Общество Число технических продуктов 10 16 Интеллект Число сообщений в Интернете

Общенаучные концепции: 2 -й закон термодинамики (Больцман) Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) Принцип Ле-Шателье-Брауна Принцип Пастера-Пригожина 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)

Принцип Ле-Шателье – Брауна, как частный случай 2 -го закона термодинамики, применительно к Среде Система состоит из элементов ( систем низшего ранга ), их интеграция порождает новые (эмерджентные) свойства Малые порции энергии, в соответствии со 2 -м законом термодинамики, вызывают релаксационые эффекты Очень большие энергии вызывают разрушение систем (ими становятся прежние элементы) Но для каждого типа систем есть «оптимальный» диапазон энергий, порождающий системы более высокого ранга, при этом энергия, поступившая извне, “ консервируется ” в структурах вновь возникающей системы. Еще один ключевой аспект: в особенностях формируемой системы запечатлеваются особенности Среды в этот момент, следовательно, структура системы – ключ к расшифровке особенностей Среды в момент рождения этой системы. Это означает, чточто в открытых системах прогресс неизбежен !! Важно, что в Среде энергия как- бы исчезает , и Среда возвращается в исходное ненапряженное состояние (в соответствии со 2 -м законом термодинамики – это релаксация!).

Общенаучные концепции: 2 -й закон термодинамики (Больцман) Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) Принцип Ле-Шателье-Брауна Принцип Пастера-Пригожина 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)

Принцип Пастера-Пр игожина : : При возникновении структур более высокого ранга равновероятны две альтернативные зеркальные формы: «левая» и «правая» (вещество-антивещество, жизнь-антижизнь, вселенная-антивселенная, и т. д. ) Луи Пастер (1822 -1895) L D Илья Пригожин (1917 -2003)36 Член Бельгийской Королевской академии наук, литературы и изящных искусств, профессор Брюссельского свободного университета, директор Сольвеевского Международного института физики и химии, директор Пригожинского центра статистической механики и термодинамики Техасского университета, вице-президент Европейской академии изящных искусств и литературы (Париж); Один из создателей современной неравновесной термодинамики и теоретической биофизики; Лауреат Нобелевской премии (1977); Доказал теорему термодинамики неравновесных процессов (1947), названную его именем: « « при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии » »

Общенаучные концепции: 2 -й закон термодинамики (Больцман) Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) Принцип Ле-Шателье-Брауна Принцип Пастера-Пригожина 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)

Биогеохимические принципы В. И. Вернадского: Чарльз Дарвин (1809 -1882)Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945) 1. биогенная миграция стремится к максимуму ; 2. эволюция видов …, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, увеличивает проявление биогенной миграции атомов 3. в каждый период геологического времени «заселение планеты должно было быть максимально возможным для всего живого вещества, которое тогда существовало»

Общенаучные концепции: 2 -й закон термодинамики (Больцман) Теория систем (Л. Ф. Берталанфи) Глобальный эволюционизм (Г. Спенсер) Принцип Ле-Шателье-Брауна Принцип Пастера-Пригожина 2 -й закон Вернадского (принцип самоускорения) Системогенетический принцип (Геккель-Мюллер)

Биогенетический (системогенетический) закон Фриц Мюллер (1821 -1897)Эрнст Геккель (1834 -1919)

Эпигенетический ландшафт (Уоддингтон 1966, цит. по Р. Рэфф, Т. Коффмен, 1986. рис. 9. 1. ) модель представляет собой «равнину» , изрезанную рядом «долин» , тянущихся сверху вниз. Биосистема «скатывается» вниз, на развилках «долин» , каждый раз, «делая выбор» , после которого уменьшается вероятность попадания во все возможные конечные точки – происходит КАНАЛИЗАЦИЯ развития Выбор определяется возможностями системы и ситуацией в среде. Исторически сам ландшафт может меняться, по иному канализуя процессы развития организмов 41 Модель исторического развития биосистемы на примере клетки Т. о. , реальная эволюция является комбинацией независимых процессов: 1)адаптации биосистемы к конкретным условиям (вертикальная ось), 2)случайного выбора траектории (горизонтальная ось) и 3)изменения формы самого эпиген. ландшафта. Форма эпиген. ландшафта определяет разнообразие экоморф. Соразмерность (корреляции)

… … Прошлое науки – не кладбище с могильными плитами над навеки похороненными заблуждениями, а собрание недостроенных архитектурных ансамблей, многие из которых не были закончены не из-за порочности замысла, а из-за несвоевременного рождения проекта, или из-за чрезмерной самоуверенности строителей А. А. Любищев 42 … … Если не хочешь быть осмеян потомками, никогда не смейся над предками

Тема следующей лекции: АБИОГЕНЕЗ