UMYSŁ I EWOLUCJA - I.pdf - MÓZG I UMYSŁ - Birdosz

"Nie rozumiem ludzi, którzy są wystraszeni przez nowe idee, ja boję się starych.”

John Cage.

8. Umysł i Ewolucja

Są dwa rodzaje pytań: jak i dlaczego?

Nie wystarczy zrozumieć jak działa mózg, trzeba poszukiwać przyczyn, dlaczego pewne funkcje się rozwinęły w taki a nie inny sposób.

Dlaczego świat jest taki, jaki jest? Prosta odpowiedź brzmi:

Wszystko jest takie, jakie jest, bo takie się zrobiło .

Czy to znaczy, że można symulując ewolucję stworzyć inteligencję od nowa?

Wątpliwe, przyczyn nie da się odtworzyć, ewolucja mogła przebiegać całkiem inaczej, ...

8.1. Kosmiczny kalendarz - orientacyjne daty

Załóżmy, że 1 mld lat = ok. 30 dni, co z grubsza odpowiada wiekowi Wszech ś wiata (ok. 13.7 mld lat, z błędem rzędu 0.2 mld);

1,4 mln lat = 1 godzina, 23000 lat = 1 minuta, 386 lat = 1 sek.

01.01

13.7 mld lat

Wielki Wybuch : powstanie Wszechświata.

............................................

07.01

13 mld lat

Powstała Droga Mleczna , ok. 400 mld gwiazd powstało ze skupiska wodoru.

............................................

03.08

4.6 mld lat

Powstanie Układu Słonecznego , najstarsze meteoryty.

01.09

4-4.5 mld lat

Powstanie planet, w tym Ziemi, z popiołu po supernowych; tabela stratygraficzna .

09.10

3.8 mld lat

Ko ń cz ą si ę kataklizmy , najstarsze skały na Ziemi, ślady skamieniałych bakterii,

chromosomy.

16.09

3.5 mld lat

Wirusy, bakterie prekariotyczne i mechanizm fotosyntezy (Sinice).

01.10

2-3 mld lat

Atmosferę Ziemi zatruwa tlen, 1.8 mld lat temu było go już ok. 15%.

08.11

1.8 mld lat

Rozwijają się komórki z jądrem (Eukaryota) .

17.11

1.5 mld lat

Pojawiają się organizmy dwupłciowe.

............................................

06.12

800 mln lat

Koniec wielkiego zlodowacenia (Ziemia-śnieżka).

13.12

600 mln lat

Metazoa, organizmy wielokomórkowe (gąbki, ukwiały, robaki).

15.12

570 mln lat

Kambr : początkowo plankton, sinice, glony, trylobity, archeocjaty (organizmy

morskie), później eksplozja form życia, powstają główne typy organizmów.

16.12

490-450 mln lat

Ordowik , rozwój flory, głowonogi, 438 mln lat temu wymarło 85% wszystkich

gatunków .

19.12

440-420 mln lat

Sylur : rośliny wychodzą na ląd, pierwsze kręgowce - bezszczękowce i ryby;

wymieranie.

20.12

420-360 mln lat

Dewon : paprocie, widłaki, skrzypy, stawonogi, ryby dwudyszne i pierwsze zwierzęta

lądowe; 364 mln lat temu wymarło 83% wszystkich gatunków .

21.12

360-300 mln lat Karbon : rośliny szpilkowe, owady skrzydlate, płazy, gady.

23.12

300-250 mln lat

Perm : drzewa iglaste, miłorzębowe, gady ssakokształtne; 250 mln lat temu wymarło

90% organizmów morskich, przeszło 60% rodzin gadów i płazów, 30% rzędów

owadów (wideo z encyclopedia.com , kopia lokalnie ).

25.12

250-200 mln lat

Trias : pierwsze dinozaury - gady królują na Ziemi przez następne 4 dni i pod koniec

okresu małe ssaki; 200 mln lat temu wymarło 80% gatunków morskich .

26.12

200-150 mln lat

Jura: wielkie gady wodne i lądowe, pierwsze ptaki (archeopteryks) i

prawdopodobnie ssaki .

27.12

150-65 mln lat

Kreda : ssaki łożyskowe, wielkie wymieranie ok 75% gatunków (meteor?).

Paleogen : koniec dinozaurów, wielkie wymieranie gatunków, rozwój ssaków i roślin

30.12

65-28 mln lat

okrytonasiennych.

31.12

28-7 mln lat

Miocen : jest już większość obecnie istniejących rodzin ptaków i ssaków, niektóre

ssaki wracają do wody, pojawiają się drapieżniki i małpy człekokształtne.

31.12

7 mln lat

Praformy ludzkie , szybki rozwój mózgu, zmiany klimatyczne powodują częste

zmiany ekosystemu.

31.12

2 mln lat

Rozwój mózgu (encefalizacja), kamienne narzędzia;

Homo sapiens sapiens - przed 5 minutami;

ostatnia epoka lodowcowa , cywilizacja, rolnictwo to 10-12 tys. lat, czyli ostatnie 30

sekund,

spisana historia ludzkości to ostatnie 10 sekund roku.

Inne przykłady historii ż ycia (Wikipedia), lub universe timeline , krótka historia ś wiata .

Kalendarze holoce ń ski dodaje 10.000 lat do obecnego roku, z grubsza mierząc czas rozkwitu cywilizacji od końca epoki lodowcowej

(około 12.000 lat temu).

Przez ostatnie 2 mln lat aż 90% czasu było w Europie zimno, większość lądu pokryta była lodem.

Średnie temperatury podlegają powolnym zmianom, np. w latach 1550-1850 panował mały okres lodowcowy .

Dlaczego topnienie lodowców jest dla nas tak zaskakujące, skoro topniejną od 12 tysięcy lat? Przed 1940 rokiem topniały nawet szybciej!

Czemu co ok. 26 mln lat wymierało większość gatunków? Mógły to spowodować du ż e meteoryty , albo planetoidy, i powstające w wyniku

tego superwulkany .

Wniosek 1: czasu było niezmiernie dużo, wielkie katastrofy stwarzały szansę na pojawianie się nowych gatunków, które w stabilnych

warunkach klimatycznych i przy zapełnionych niszach ekologicznych nie mają szans powstać.

Wniosek 2: wszystkie gatunki muszą być na głębszym poziomie spokrewnione, widać to na poziomie mechanizmów komórkowych i

genetyki.

Wniosek 3: czas pomiędzy kolejnymi wa ż nymi wydarzeniami w historii rozwoju skraca się bardzo szybko.

Karol Darwin wydał "O pochodzeniu gatunków" w 1859 roku; jego biografię (White, Gribbin 1998) naprawdę

warto przeczytać.

Biologia bez ewolucji nie ma sensu; ewolucja krytykowana jest przez tych, którzy jej zupełnie nie rozumieją.

Dlaczego mamy tyle samo kręgów szyjnych co żyrafa i kret? Które zwierzęta mogą zastąpić człowieka w

badaniach medycznych?

Żadna inna teoria na takie pytanie nie odpowie: biologia ma sens tylko w świetle ewolucji.

Zasady, na których opiera się proces ewolucji :

1. Konieczne są wzorce, np. geny, memy lub ciągi bitów.

2. Konieczna jest możliwość powielania wzorców.

3. Wzorce czasami powielane są z błędami lub ulegają zmianom (mutacjom).

4. Organizmy, powstające w oparciu o wzorce, konkurują ze sobą.

5. Zmienne środowisko faworyzuje pewne organizmy (dobór naturalny).

6. Tylko niektóre organizmy przetrwają do wieku reprodukcyjnego i ich wzorce zostaną skopiowane.

Modele komputerowe ( kopia lokalnie ) pokazują, jak nieznacznie większa przydatność pewnych cech budowy ciała (np. obecność plamki

reagującej na światło) może w ciągu kilkuset pokoleń doprowadzić do wykształcenia złożonych organów, takich jak oko, na wiele

sposobów.

Przyczyny okresowego wielkiego wymierania i dużej śmiertelności organizmów w początkowym okresie rozwoju życia to:

zmienność klimatyczna,

drastyczne zmiany ekosystemu (np. pojawienie się tlenu w atmosferze),

działalność wulkaniczna,

upadki asteroid,

ruch kontynentów, izolacja ekosystemów (wyspy, Australia),

konkurencja między gatunkami.

Te czynniki, oraz wielka presja na zajmowanie wolnych nisz ekologicznych i lepsza adaptacja do nowych warunków spowodowały

wymarcie 99% gatunków istniejących na Ziemi!

W pierwszym przybliżeniu wszystkie gatunki już wymarły ... a na naszych oczach wymiera reszta, ekosystemy bardzo zubożały.

Kilka często zadawanych pytań, wynikających z braku zrozumienia teorii ewolucji:

1. Człowiek jest zbyt złożony by mógł powstać przypadkiem: potrząsając worek z kośćmi nigdy nie ułożymy szkieletu.

Oczywiście, że nie ułożymy. Ewolucja nie jest dziełem przypadku, tylko wynikiem doboru naturalnego, skomplikowanych

oddziaływań.

2. Oko, ucho lub skrzydło jest przydatne dopiero w ostatecznej formie.

Nieprawda, chociaż w sprawie oka nawet Darwin miał początkowo wątpliwości. Zwierzęta mają 9 ró ż nych typów

oczu (por. różnice u owadów, ślimaków, ryb i ssaków), powstały one około 40 razy niezależnie w wyniku ewolucji.

Dlaczego ucho ma taką dziwną budowę? Ucho, z kowadełkiem, młoteczkiem i resztą aparatu słuchowego, powstało

z kości szczęki gadów, które opuszczają szczękę by wyczuwać wibracje.

3. Nie było dostatecznie dużo czasu, by mogły powstać nowe gatunki.

Modele pokazują, że soczewka rybiego oka mogła powstać z komórek światłoczułych w czasie krótszym niż

0.5 mln lat ( wideo z PBS ).

Wielkie okresy wymierania zwalniały liczne nisze ekologiczne, tempo ewolucji było zmienne.

4. Dlaczego powstały naczelne a nie inne zwierzęta? Może jednak był jakiś inteligentny projekt ?

Trąba słonia jest niezrównana, macki ośmiornicy też ... czyli wszystko jest cudem.

Coraz więcej zwraca się uwagę na błędy ewolucji: budowa organizmu jest daleka od doskonało ś ci , od błędów w DNA (Avise, 2010),

problemów anatomicznych (ślepa plamka oka, przebieg nerwów, jelit, przepuklina), po prowizorkę w mózgu (Marcus, 2009),

medycyna ewolucyjna (Darwinowska) to niedawny wynalazek (Nesse, Williams, 1995).

Teoria to spójny system pojęciowy opisujący jakąś dziedzinę, opisujący i wyjaśniający relacje pomiędzy obserwacjami.

Nie ma "teorii" inteligentnego projektu, bo niczego konkretnego nie wyjaśnia, nie pozwala formułować szczegółowych pytań ani

odpowiedzi.

Teoria inteligentnego spadania znana od czasów Newtona, głosi, że wytłumaczenie grawitacji wymaga zewnętrznego, inteligentnego bytu

utrzymującego planety na swoich torach ... czy jest to alternatywna teoria?

Ernest von Häckel zauważył (1866) podobieństwo rozwoju embrionalnego wszystkich

zwierząt.

"Rozwój ontogenetyczny (formy osobnika) powtarza rozwój filogenetyczny (ewolucyjne

zmiany gatunków) ", głosi jego teoria rekapitulacji .

Jest to pozorne podobieństwo, bo związki onto i filogenetyczne są znacznie bardziej

skomplikowane, ludzki zarodek nie przechodzi przez wszystkie etapy filogenezy.

Jest zaledwie około 20 planów budowy organizmu , np. grzybów, stawonogów,

mięczaków, roślin, owadów, gadów, ssaków itp.

Miliony gatunków to wariacje na niewielką liczbę tematów. Trudno jest zmienić raz

ustalony podstawowy plan genetycznej synchronizacji funkcji życiowych - wynika to z

hierarchicznej natury kontroli genetycznej.

Niewielkie różnice w porządku i czasie włączania się poszczególnych genów w sieci

interakcji wywołują duże różnice w budowie i w zachowaniu się organizmów.

Taksonomia lub systematyka molekularna znacznie ulepszyła metody tworzenia drzew

filogenetycznych .

Początkowo teoria ewolucji zajmowała się drobnymi róznicami (np. kształt dzioba

spokrewnionych ptaków na różnych wyspach).

Nieskończone wariancje skupiają się wokół ograniczonej liczby planów budowy organizmów, wynikających z przeporządkowania,

powtarzania, podziału i zmiany skali.

Przejawia się to w niewielkich zmianach na poziomie genetycznym, chociaż morfologia może się zewnętrzne znacznie zmienić.

Bejan i Marden (2006) pokazali, jak wzorce ruchu zwierząt pływających, biegających lub latających, od ryb i płazów po ssaki, dają się

wyjaśnić równaniami uwzględniającymi siłę, energię, masę i częstość; są to ogólne zasady budowy organizmów.

Algorytmy ewolucyjne , algorytmy genetyczne pozwalają na komputerowe symulowanie uproszczonych procesów ewolucji.

Sztuczne ż ycie to dziedzina pokazująca rozwój całych populacji ewoluujących sztucznych żyjątek. Idee ewolucyjne pomagają w uczeniu

się systemów sztucznych.

W 1896 roku James Mark Baldwin zauwa ż ył , że procesy uczenia się wpływają na zwiększenie szans przeżycia, ewolucja kulturowa może

więc zmienić ewolucję biologiczną.

Zachowania wyuczone mogą w dłuższym okresie czasu stać się zachowaniami instynktownymi, są więc przekazywane z pokolenia na

pokolenie; przypomina to dziedziczno ść według Lamarcka (i Łysenki), chociaż mechanizm przekazu nie jest związany z dziedziczeniem.

Bibliografia efektu Baldwina jest spora.

Ewolucja dzieje się na naszych oczach.

Legenda o japońskim klanie Heike , który przegrał (w 1185 r) z klanem Minamoto, a duch samurajów Heike

wszedł w ciała krabów; od tego czasu rybacy wyrzucali do morza kraby z plamami na grzbiecie

przypominającymi ludzkie twarze i mamy teraz japońskie kraby ( Heike-gani ) z całkiem ładnymi wizerunkami

twarzy!

Ćmy szybko ewoluują w halach przemysłowych; bakterie zmieniają się najszybciej.

Liczne gatunki psów i innych udomowionych zwierząt powstały w ciągu ostatnich 30.000 lat, prawdopodobnie początkowo były to wilki

podobne do Husky.

Patrząc na wilki, przodków psów, trudno byłoby sobie wyobrazić, że tak szybko powstaną bernardyny, chihuahua czy pudelki. Rasy

małych psów powstały w wyniku mutacji jednego genu.

Wilki żyły z praludzmi już około 135.000 lat temu .

Ko-ewolucja człowieka i wilka: człowiek upodobnił się do wilka dzięki jego udomowieniu, ale zaszło to w czasach gdy ludzkie wspólnoty

nie znały jeszcze "domu" (McGhee, 2002; Schleidt i Shalter, 2003).

Wilki współpracują w stadach nie tylko w czasie polowań, ale opieki nad potomstwem, kopania nor itd.

Dzieki współpracy ludzki węch uległ znaczemu osłabieniu.

Niektóre cechy organizmu mogą być przypadkowe, inne są istotne dla

przeżycia.

Wśród cech koniecznych do przetrwania wyróżnia się cechy sprzyjające

doborowi płciowemu: może to być pokaz inteligencji, jak u altanników , lub pawi

ogon . Do czego taki wielki i ciężki ogon jest przydatny?

Paw pokazuje, jakie ma silne geny, pomimo takiego ogona dobrze sobie radzi,

każda samica powinna to docenić.

Trudno dociec, jakie znaczenie mają niektóre cechy, bo warunki życia

zmieniały się szybko i takie cechy mogły być kiedyś przydatne.

Przykład koewolucji: paski zebry i muchy tse-tse.

Dlaczego zebry mają paski? Najbardziej prawdopodobna teoria jest taka:

Rozkład pasków zebr różni się w różnych częściach Afryki.

Zebry przybyły na tereny afrykańskie około 2 milionów lat temu, bydło ponad

10 mln lat.

Zebry nie są odporne na ukąszenia much tse-tse , bydło zdążyło się uodpornić

ewoluując jednocześnie z muchami.

Ukąszenia much tse-tse wywołują panikę wśród zebr i obojętność u bydła.

Oko złożone (fasetkowe) muchy nie widzi pasiastej zebry przez falujące

powietrze.

Paski są też przydatne do rozpoznawania się i koordynacji ucieczki w grupie;

jest więc wiele współdziałających czynników.

Ile jest gatunków organizmów żywych?

Bakterii około 10 mln

Insektów ok. 1 mln

Grzybów ok. 100 000.

Roślin 300 000.

Mięczaków 81 000, skorupiaków 40 000

Ryb 29 300

Ptaków 9 956

Gadów 8 240, płazów 6 199

Ssaków jest 5 416, w tym gryzoni ok. 2200, nietoperzy ok. 1100, naczelnych 424 gatunki.

Kościół Katolicki (ale poza tym niewiele innych organizacji religijnych) uznał teori ę ewolucji za "coś więcej niż hipotezę".

Jednak człowiek uznawany jest za wyjątek który stoi poza ewolucją.

Czy droga od komórki do szympansa nie jest znacznie dłuższa niż od szympansa do człowieka?

8.2. Czy zwierzęta mają umysły?

Co oznacza mieć umysł? Jeśli mieć umysł "oznacza możliwość do nauczenia się operowania symbolami w taki sposób, by własna

aktywność nadawała im znaczenie i czyniła je symbolami", to taniec pszczół może spełniać takie kryterium.

O istnieniu umysłów innych ludzi wnioskujemy na podstawie ich zachowania.

Obserwacje zwierząt prowadzone przez etologów pozwalają zrozumieć świat zwierząt.

Obraz świata tworzący się w umysłach zwierząt i ludzi jest odmienny od naszego, bo ich zmysły są odmienne, a mózgi filtrują z otoczenia

inne informacje niż te, na które my reagujemy.

Złożoność form zachowania wyraźnie rośnie wraz ze wzrostem stopnia złożoności mózgu.

Normalne ludzkie zachowania są znacznie bardziej złożone niż zwierzęce, ale można dostrzec podobne formy zachowań i podobny

poziom złożoności u różnych zwierząt i ludzi cierpiących na różne formy niedorozwoju mózgu.

Inteligencja ptaków .

Ptaki (kruki, papugi, kormorany, gołębie i inne) potrafią:

UMYSŁ I EWOLUCJA - I.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: