Un par de respuestas estúpidas sobre la evolución / Sudo Null IT News

Me gustaba mucho la biología en la escuela, pero tenía un problema obvio. La evolución es un algoritmo codicioso que recompensa instantáneamente las pequeñas mejoras. Miles de años de mejoras graduales, y aquí está el ornitorrinco.

El problema es que tiene ojo. Y otros órganos complejos. Y esos mismos pájaros tienen alas. Y ningún algoritmo codicioso deja claro cómo se puede hacer crecer media ala durante miles de años. Esto no sólo no ayuda, sino que, francamente, estorba.

El ala sólo funciona cuando está intacta. La mitad del ala no le permite despegar del suelo.

Sobre la misma pregunta para mutaciones complejas. ¿Cómo puedes cambiar un par de letras en el código para que de repente se convierta en una biblioteca que funcione bien y tenga algo útil?

Bueno, o aquí tienes la cola de un pavo real. ¿Cómo se puede desarrollar algo tan largo e inútil que aman los depredadores? ¿No deberían los pavos reales supervivientes volverse ágiles y de cola corta?

Recibí mis respuestas bastante tarde, pero recuerdo lo contento que me sentí al escucharlas. Y al observar el creciente holívar sobre la teoría de Darwin, veo que muchas personas se hacen las mismas preguntas.

¿Qué hizo Darwin?

Le pegué a un cachorro cuando era niño. Luego sufrió culpa y amaba a los animales. Cada día.

Lo siento

Luego navegó hacia las Islas Galápagos y mató varias aves. Al estudiar detenidamente sus picos, comencé a pensar seriamente en cómo se originan las especies.

Justo aquí

Escribí sobre estas islas y conocí a estos mismos pinzones.

Suena bastante simple hoy en día, pero en aquel entonces no se podía simplemente tomar un par de animales de peluche, ir a una reunión de la Royal Scientific Society y decir:
– ¿Ves que los picos son diferentes? ¡Sí, eso significa que no hay Dios!

Saltándose un par de pasos, escribió un trabajo serio “Sobre el origen de las especies”, que sentó las bases de la teoría de la evolución, presentó la idea del origen del hombre y creó el holívar más severo entre los primates.

Fueron los aislados de las islas los que le hicieron pensar: en las islas él y otros investigadores encontraron sólo lo que había en las fuentes más cercanas, pero no toda la variedad. Un personaje igualmente épico del mismo período histórico recopiló para él muchos datos: viajero ciego. En todo caso, con el equivalente a una pensión de invalidez, siendo ciego, logró viajar por casi todo el mundo conocido.

La teoría en sí ha quedado obsoleta varias veces porque Darwin carecía gravemente de datos sobre herencia, epigenética, sistemas complejos, etc. Pero la idea en sí es esencialmente brillante y, lo más importante, se puede refutar muy bien. Es decir, se pueden idear experimentos que confirmen o refuten la teoría.

Darwin es increíblemente genial.

Algunas de las ideas de Darwin fueron refutadas, pero las principales fueron confirmadas. El propio Darwin escribió que si se encontrara un órgano completo que no apareciera como resultado de cambios graduales, esto significaría que sería necesario revisar la teoría.

“Si fuera posible demostrar que existía un órgano complejo que no podría haberse formado mediante cambios numerosos, sucesivos e insignificantes, mi teoría habría fracasado por completo. Pero no puedo encontrar tal caso. Sin duda, existen numerosos órganos de los que desconocemos las etapas de transición, especialmente si centramos nuestra atención en especies extremadamente aisladas en torno a las cuales, según mi teoría, se han producido extinciones importantes. O también, si tomamos un órgano común a todos los miembros de una clase; Dado que en este caso el órgano debe haberse formado originalmente en un período lejano, solo después del cual se desarrollaron todos los numerosos representantes de esta clase, para encontrar las primeras etapas de transición por las que pasó el órgano, es necesario recurrir a ancestrales extremadamente antiguos. formas que hace tiempo que se extinguieron”.

¡Pero el ojo!

Entonces, la lógica básica es simple: si descargas algo, obtendrás una ganancia instantánea o será filtrado por selección natural. A primera vista, el ala sugiere un plan razonable: tomamos un erizo, invertimos en un órgano inútil durante unos 3 mil años, lo hacemos cada vez más largo de generación en generación y luego, finalmente, ¡despegamos y despegamos! ¡Hurra, erizos, ahora sois pájaros!

En resumen, resultó que todo está un poco mal, y el ala, la capa de Batman de la ardilla y otros dispositivos aún se pueden obtener mediante cambios sucesivos. Por ejemplo, si media ala o un cuarto de ala permitirá saltar de un árbol un poco más alto del suelo o volar un centímetro más. Alguien frenó el aire con patas esponjosas, alguien con paneles de liberación térmica, alguien con branquias (hola, artrópodos), y luego surgieron las condiciones en las que fue posible desarrollar un ala a partir de una extensión relativamente pequeña y no aerodinámica en el cuerpo, que era usado para algo otro.

^{Panel térmico}

Para simplificar, en una de las ramas funcionó así: primero se desarrollaron paneles de alivio térmico, que debían ser bastante grandes. Luego, aquellos representantes de las especies que tenían paneles más grandes y estaban ubicados más convenientemente sobrevivieron mejor, porque se deslizaron más o cayeron más suavemente. Luego, como resultado de mutaciones, los paneles comenzaron a cambiar ligeramente en diferentes direcciones, y aquellos que resultaron ser más grandes, más paralelos, más móviles y, en general, al menos un poco más convenientes para la planificación, dieron una bonificación de selección. Y ahora tenemos alas.

Cuando tomamos en serio la genética, todo empezó a parecer mucho más lógico, porque los genes que controlan el desarrollo de las alas se encontraron en criaturas sin alas. Allí eran responsables de varias cosas más.

El ojo evolucionó aproximadamente de la misma manera desde un píxel sensible a la luz hasta el sistema moderno. Mi ejemplo favorito es el ojo distribuido de una vieira, los píxeles a lo largo de los bordes de la concha. Cuando algo pasa flotando desde arriba, la sombra los cierra uno a uno, y la vieira, en esta secuencia, como un viejo torniquete del metro, comprende que necesita cerrarse.

Dawkins tiene un libro completo sobre el ojo, El relojero ciego: por qué la evidencia de la evolución revela un universo sin diseño. Brevemente, pasamos de fotodiodos individuales a huecos para determinar la dirección, luego a las matrices más simples, luego apareció una lente, control de lente, diferenciación por longitud de onda, etc.

Los ejemplos de preadaptaciones genéticas son muy interesantes. A nivel molecular, para simplificar, funciona así: tienes un fragmento de código. Si es el único en el ADN, entonces no lo toques, sino lo romperás todo. Si de repente durante el montaje se duplica accidentalmente, entonces el segundo ya no es tan importante, el cuerpo sobrevivirá sin él. Considere esto como un entorno de prueba y comience a recombinar. Por ejemplo, a partir de la antigua opsina predeterminada, puede crear diferentes opsinas para diferentes longitudes de onda y obtener visión en color. A partir de la mioglobina, que une el oxígeno al hierro para su almacenamiento en los músculos, se puede fabricar un camión de hemoglobina para su transporte a través de la sangre. En los peces, en general, la proteína que codifica el ensamblaje de la enzima tripsinógeno para la digestión resultó ser un infierno feroz: se copió muchas veces en el código, luego las copias flotaron en cambios y, de repente, este código comenzó a formar un Proteína que se adhiere a los cristales de hielo en lugar de a los alimentos. ¿Y adivina qué? La proteína anticongelante permitió que los líquidos del pescado se congelaran a temperaturas más bajas, por lo que ahora viven en Kamchatka y otras regiones donde generalmente hace bastante frío.

Nanomáquinas

Cuando la genética resolvió los problemas con las alas, los ojos y la coagulación de la sangre, de repente surgió la cuestión del flagelo bacteriano. Esta cosa parecía antinatural porque tiene un motor giratorio.

Pero la biología terrestre no es muy rica en ruedas y otros objetos que giran libremente.

Para que entiendas lo extraño de esta basura, sólo señalaré algunas cosas:

• El sistema, compuesto por un estator y un rotor clásicos, tiene un diámetro de unos 50 nanómetros.
• Funciona exactamente como debería funcionar un motor nanoeléctrico a velocidades de hasta 60 mil revoluciones por minuto. Eficiencia hasta el 65%.
• Impulsado por un gradiente de protones o un gradiente de iones de sodio (electricidad química).
• Autorreparación (biosistema, figli)

En todo caso, conocemos muchas nanomáquinas. Me impresionó mucho la ATP sintasa que se encuentra en tus células:

^{Cita del libro “De los átomos al árbol” de Sergei Yastrebov. Lo recomiendo mucho.}

¿Sabes a qué me recuerda esto?

Pero si en el caso de la ATP sintasa hay máquinas más simples que pueden ensamblarse nuevamente mediante coevolución, fusión o inyecciones directas del código de otra persona (transferencia horizontal), entonces en el caso del flagelo no había formas más simples. Más precisamente, encontré

sistema de secreción tipo III

que es mecánicamente similar, pero ahora existe debate sobre si apareció después del flagelo o sirvió como repuesto para él. En general, es el flagelo al que ahora se aferran los creacionistas con todas sus fuerzas.

Ala Argos

Entonces, existe esta bestia:

^{Argus de alas largas macho, foto de Francesco Veronesi de Wikimedia Commons}

Esta ave va en contra de la selección natural porque le han crecido alas (en la foto parecen una cola), que son inútiles para la supervivencia individual.

El principio es este:

1. Cuanto más grande es esta ala, más visible es el faisán.
2. Cuanto más grande es el ala, más lento despega.
3. Es decir, cuanto más grande es el ala, más a menudo se come.
4. Y cuanto más a menudo se come, más pequeña debe ser su ala.
5. Si todavía está vivo, por selección natural clásica deberíamos ver alas aerodinámicas óptimas.

Pero la selección sexual es importante aquí. Argus compite por la hembra con esta condecoración. Cuanto más presume, qué ala enorme tiene y qué genial sobrevive con ella, mayores son las posibilidades de que sea realmente fuerte y saludable. Las hembras eligen el más prometedor (es decir, fuerte y saludable, porque los faisanes no tienen cuentas bancarias) y así fijan los genes de un ala enorme. El tamaño importa.

En general, ahora vemos un cierto nivel óptimo: la frontera entre los brutales faisanes, que pueden vencer y sobrevivir con todas sus fuerzas, pero si es solo un par de centímetros más, estadísticamente son devorados antes de reproducirse.

No subestimes la selección sexual. Además de otros factores como la deriva genética, los cuellos de botella evolutivos (cuando quedan cientos de representantes de una especie como el castor de Vorónezh, antepasado de todos los castores europeos), etc.

¿Dónde están las formas intermedias?

Una vez más, una pregunta común para la evolución clásica es ¿dónde se encuentran todos los animales en transición suave entre sí en el registro fósil? ¿Por qué tenemos pasos discretos en lugar de transiciones suaves?

Aquí también es cada vez más explicable:

• En primer lugar, no es que tengamos una cuantificación infinita basada en hallazgos. A menudo encontramos literalmente unidades de algo con lo que podemos jugar, como un juego de construcción.
• En segundo lugar, está el concepto de cambio rápido, cuando la mayor parte del tiempo las especies están en equilibrio, es decir, cambian poco. Pero cuando las condiciones cambian (por ejemplo, cambios ambientales), se producen cambios bastante rápidos según los estándares paleontológicos. Dado que el registro se almacena a una frecuencia de muestreo baja, vemos esto como una transición de salto.

Un ejemplo clásico de evolución rápida es la adaptación de las bacterias a los antibióticos. Es cierto que aquí les estamos presionando, pero justo hablaba de esto hace poco.

escribió

. Por cierto, preste atención a la transferencia horizontal de genes; esto eliminará algunas de las preguntas sobre la parte molecular de los procesos evolutivos.

La supervivencia del más fuerte

Otra cosa que a veces se olvida. “La supervivencia del más apto” es una mala traducción. Allí están los más aptos, es decir, los más aptos.

Esto significa que el animal puede volverse más complejo, mejorado y, en general, más interesante desde el punto de vista de la ingeniería, y luego optimizado a algo más simple. El cocodrilo moderno, por ejemplo, es una simplificación de un organismo ancestral más complejo que tenía sangre caliente (separación del flujo sanguíneo venoso y arterial) y otras características. Porque fue el CRmini con una batería de larga duración el que resultó ser mejor que el CRpro con un montón de funciones, pero músculos que consumen mucha energía. Aquí aquí Calculé aproximadamente que un cocodrilo moderno consume 0,5 kWh por día. Y ese grande probablemente consumió entre 4 y 6 kilovatios hora, así que honremos su memoria.

Quien sobrevive y permanece es quien mejor se adapta al entorno en la totalidad de factores. La evolución no tiene sentido, es una reacción a cambios en circunstancias externas, la acumulación de pequeños cambios, accidentes por mutaciones, pero al mismo tiempo existen varios mecanismos de filtrado que aseguran la selección de los más adaptados a las circunstancias actuales. En consecuencia, otras circunstancias cambian, incluso bajo la influencia de quienes se han adaptado a ellas.

Más

Hay mucho más que hemos aprendido desde Darwin – por ejemplo, sobre

epigenética

sugirió selección multinivel (donde ARN en lugar de reptiles), la misma transferencia horizontal, el mismo desarrollo discontinuo, etc.

Aquí puedes compararlo con cómo se enseña la física en la escuela y fuera de ella:

• Preservar una característica exitosa es como la física aristotélica, cuando los cuerpos se mueven sólo bajo la influencia de la fuerza, y dejemos de lado los experimentos. No enseñado.
• La teoría de Darwin es como la física newtoniana, conveniente de explicar a un escolar, de aplicación general, pero no muy precisa según los conceptos modernos.
• Pero todo este lío con la teoría sintética de la evolución y más allá son análogos de la teoría general de la relatividad y lo que vino después. Disfrutar.

Ahora me siento un poco obligado a señalar estas cosas porque mi texto trata de “

Deletreas animales incorrectamente

“De repente comenzó a extenderse nuevamente por RuNet. Esta vez, como argumento contra el diseño inteligente de la evolución a la luz de la reciente holiguerra.

Libros

Recomiendo encarecidamente leer el ya mencionado “De los átomos al árbol” de Sergei Yastrebov, la “Summa de biotecnología” de Panchin, al menos “El gen egoísta” de Dawkins y todo lo que pueda conseguir de Sapolsky. Bueno, si recomiendas algo en los comentarios, será genial. ¡Gracias de antemano!

UPD: DVIsa aconseja:
— Un fenómeno de la ciencia. Enfoque cibernético de la evolución. V.F. Turchin.
— Un mundo activo y conectado. yu.v. Tchaikovsky (no es biólogo, sino historiador de la ciencia, lo que nos permite examinar la historia del desarrollo de las ideas).
— Trabajos seleccionados sobre paleoecología. V.V. Zherikhin (¿quién dijo que las especies individuales evolucionan? ¡No, la biota en su conjunto evoluciona!).

alche: Evgeny Kunin, “Lógica del azar. Sobre la naturaleza y origen de la evolución biológica.” Un libro muy útil.

victor-homyakov: Alexander Markov, “El nacimiento de la complejidad. Biología evolutiva hoy: descubrimientos inesperados y nuevas preguntas”.

Wizard_of_light: Mikhail Nikitin, “El origen de la vida. De la nebulosa a la célula.”

mrdredd11: La mente seductora de Jeffrey Miller.

aio350: “Una palmada” de Nikolai Kukushkin.