Казанский университет Зелеев Равиль Муфазалович доцент кафедры зоологии

Казанский университет Зелеев Равиль Муфазалович доцент кафедры зоологии и общей биологии, к. б. н. zeleewy@rambler. ru 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. Проблемы Антропогенеза

2 • • • • Постановка проблемы: 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!

4 ПРИМЕРНЫЙ КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН КУРСА 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. 5. 6. 7. 8. 9. 10. ? ? ? ем С ры на и 13. 03 20. 03 27. 03 3. 04 10. 04 17. 04 24. 04 Зачёт Тематика и регламент могут быть пересмотрены 17. 05

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

5 Биопоэз … 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, 2001

Некоторые теории антропогенеза «Научный» креационизм 6

7 Криптозой Палеозой «ЕСТЕСТВЕННАЯ ИСТОРИЯ» Мезозой Кайнозой

8 Биоэволюция гоминид

9 Разум: атрибуты, варианты, происхождение, эволюция

10 Антропосоциогенез

11 Прогнозы

12 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.

13 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… Изменения в системе (Урманцев, 1974): изменения - числа элементов, Эволюция неживых объектов (например, звезд) - связей элементов, соответствует в значительной мере онтогенезу, - свойств элементов а не филогенезу, как у живых систем

14 питекантропы Геккеля Идея эволюции Эрнст Геккель (1834 -1919) Жан Батист Ламарк (1744 -1829) Чарльз Дарвин (1809 -1882) Чарльз Лайель (1797 -1875) Альфред Уоллес (1823 -1913) Эжен Дюбуа 1858 -1940

15 Постулаты дарвинизма и неодарвинизма (СТЭ): (Воронцов Н. Н. , 1984) • Материал эволюции – случайные мутации. Изменчивость незакономерна и неограничена • Основной и/или единственный движущий фактор эволюции – естественный отбор • Элементарная единица эволюции – популяция (1934 -2000) • 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 характер Критерии вида (по СТЭ) неприменимы к: бесполым, агамным, амфимиктичным, партеногенетическим формам (большинство прокариот, низших и вторично специализированных эвкариот), к вымершим организмам (в палеонтологии)

16 Некоторые возражения в адрес СТЭ: • 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

17 Антидарвинизм Коп Г. де Фриз Палеонтология Классическая Сальтационизм генетика

18 Теория прерывистого равновесия

Симбиогенез 19 • Введение термина Фаминцын «Симбиогенез» Андрей (1909 г. ) Сергеевич • Теория «двух плазм» (1835 -1918) 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): Мережковский Константин Сергеевич (1855 -1921) «Выросло много голов, затылка лишенных и шеи, Голые руки блуждали, не знавшие плеч одиноко, Очи скитались по свету без лбов, им ныне присущих» «Множество стало рождаться двуликих существ и двугрудых, Твари бычачьей породы с лицом человека являлись… Женской природы мужчины, с бесплодными членами твари» Кропоткин Петр Алексеевич (1842 -1921) …что сочеталось с аналогом сегодняшнего отбора (античный дарвинизм) Новое – хорошо забытое старое!

20 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)

21

22 Номогенез Работы Д’Арси Томпсона

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

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

25 Zn+1 = (Zn)2 + C фракталы

26 Фрактальная структура капилляров

27 . . Д а. О. . д а Номогенез . . . Е д а. О б. . Б П о. . . а е. . е д а. д. П о б е д а ДАРВИНИЗМ Разнообразие НОМОГЕНЕЗ Адаптация ЛАМАРКИЗМ Прогресс ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК ЭВОЛЮЦИОНИЗМА

28 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 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)

29 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. «четыре основных направления теории систем: кибернетика, теория игр, теория принятия решений и теория связи» (Уоддингтон, 1970: На пути к теоретической биологии. 1. Пролегомены) Людвиг фон Берталанфи (1901 -1972) Формальные свойства систем: Целостность, суммативность, механизация, централизация, иерархическая организация системы 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. )

30 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)

31 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) Ввёл в научный оборот термин «эволюция» в его современном историческом понимании (до этого под ним понимали индивидуальное развитие)

32 Уровни организации Материи (Кудрин Б. И. , 2001) Носители Параметры Разнообразие Поля Точка сингулярности 100 Частицы Число элементарных частиц 101 Атомы Число химических элементов 102 Молекулы Химическое разнообразие 104 Организмы Биоразнообразие Примечания Пространствовремя Вещество (структура) 108 (100 млн. ) Общество Число технических продуктов 1016 Интеллект Число сообщений в Интернете 1032 Круговороты (процессы)

33 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)

34 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. Важно, что в Среде энергия как- бы исчезает, и Среда возвращается в исходное ненапряженное состояние (в соответствии со 2 -м законом термодинамики – это релаксация!). Это означает, что в открытых системах прогресс неизбежен! 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

35 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)

36 L D Принцип Пастера. Пригожина: Член Бельгийской Королевской академии наук, литературы и изящных искусств, Луи Пастер профессор Брюссельского (1822 -1895) 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: Илья Пригожин (1917 -2003) «при внешних условиях, препятствующих достижению При возникновении структур более высокого ранга равновероятны две системой равновесного состояния, альтернативные зеркальные формы: «левая» и «правая» (вещество-антивещество, жизнь- стационарное состояние системы антижизнь, вселенная-антивселенная, и т. д. ) соответствует минимальному производству энтропии»

37 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)

38 Биогеохимические принципы В. И. Вернадского: 1. биогенная миграция стремится к максимуму ; 2. эволюция Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945) видов…, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в Чарльз Дарвин (1809 -1882) 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»

39 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)

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

41 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 Эпигенетический ландшафт (Уоддингтон 1966, цит. по Р. Рэфф, Т. Коффмен, 1986. рис. 9. 1. ) Соразмерность (корреляции) Модель исторического развития биосистемы на примере клетки Форма эпиген. ландшафта определяет разнообразие экоморф 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.

42 … 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 … Если не хочешь быть осмеян потомками, никогда не смейся над предками А. А. Любищев

Тема следующей лекции: АБИОГЕНЕЗ