Pitanje:
Koliko brze trebaju biti mutacije za tvrdu znanstvenu fantastiku?
MatthewMartin
2011-01-15 09:43:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uznemirila me brzina ljudske evolucije u Vodenom svijetu - možda 500 godina da evoluiram ljude sa škrge *, i oko 1000 godina da evoluiram u (natrag u?) nešto što je jače od čimpanze i brže od olimpijskog sprinter.

Koliko bi trebalo vremena da se razviju ovakve karakteristike?

  • I kad sam prvi put vidio vodeni svijet, mislio sam da je ovo mutacija jedne generacije i Kevin Kostner je prvo imao škrge koje su djelovale jako dobro, a koje su se također činile brze.
A to što vam je veći dio svijeta bio prekriven vodom uopće vas nije smetalo?
Ako se dobro sjećam, nije li Costner bio jedini s škrge? U tom bi slučaju on bio samo slučajna mutacija i zapravo ne bi predstavljao evoluciju nove vrste. (Ostavljajući po strani činjenicu da se korisne stvari poput škrge ne pojavljuju samo iznenada.)
Gušter @Bill: Ostao je samo jedan. Vjerojatno je imao roditelje s istim mutacijama. Na to aludiraju u filmu.
@DampeS8N: Hvala. Moram to opet gledati. Sjećam se da je to bio ogroman promašaj, ali mislio sam da je bolji od njegovih recenzija.
@Bill Lizard: Zaista stvarno uživam u filmu. To je zabavno zabavno, dobro odglumljeno i podsjetilo me puno na * Pirates of Dark Water *
Osam odgovori:
#1
+28
Martha F.
2011-01-16 22:04:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kratki je odgovor da evolucija nije mogla stvoriti škrge kod ljudi. To ne djeluje tako ako ne razgovaramo milijunima godina. Međutim, ako su ljudi u Vodenom svijetu imali genetski inženjering, sasvim je razumno vjerovati da bi mogli stvoriti čovjeka sa škrgama za 50 godina. Dugo objašnjenje nalazi se u nastavku, zajedno s prilično detaljnim opisom kako evolucija funkcionira.

Mislim da je jedno od pitanja u raspravi o evoluciji to što mi povezujemo dva različita procesa.

Prva su mutacije. Oni se pojavljuju u populacijama u određenoj mjeri - što se može razlikovati za različite vrste i za različite populacije. Populacija koja je izložena visokim razinama zračenja mogla bi imati visoku razinu mutacije. Međutim, mutacija je slučajna. I mnoge će mutacije biti štetne - čak do te mjere da uzrokuju velik broj neuspješnih trudnoća. (Visoke stope pobačaja ili smrti tijekom ili nedugo nakon trudnoće - ili neživih jajašaca u vrstama koje polažu jaja.)

Čak i trenutno kod ljudi, postoji prilično visoka stopa neuspjelih trudnoća . 15% poznatih trudnoća rezultira pobačajem - a vjerojatno postoji još više za koje ne znamo jer se događaju prije nego što žena uopće shvati da je trudna. Mnogo puta su ti pobačaji zato što se oplođena jajna stanica ne razvija pravilno, a vi nikada ne prelazite s blastociste na fetus. Umjesto toga, dobivate smeće koje žensko tijelo odbaci u pobačaju.

Drugi postupak je odabir. Mutacije koje nisu dovoljno štetne da uzrokuju smrt rezultirat će novim bićima. Ali konačno pitanje u pogledu evolucije je: razmnožavaju li se ta bića? A hoće li se i ti potomci razmnožavati? U prirodnom odabiru, okolina može odrediti preživljava li pojedinac dovoljno dugo da se razmnožava. Neke mutacije mogu utjecati na ovaj proces. Ako mutacija učini pojedinca plodnim tijekom duljeg razdoblja, možda će imati više potomaka. Slično tome, ako mutacija osigurava da jedinka dulje preživi, ​​to može dovesti do više potomaka. Ili ako mutacija pojedinca učini privlačnijim roditeljem (na primjer, dugi i šareni repovi u paunima), veća je vjerojatnost da će se upariti.

Međutim, kod ljudi postoji olakotni faktor. Imamo alate koji mogu dovesti do preživljavanja bića koja inače ne bi mogla preživjeti. Uzmimo primjer Vodeni svijet : imamo čamce i sredstva za njihovu izgradnju. Stoga, u kratkom roku, ne bi bilo pritiska za preživljavanje koji bi uzrokovao da bilo koja mutacija bude dovoljno korisna da izazove promjene u populaciji. Međutim, dugoročno bi nam počelo ponestajati načina popravljanja čamaca. Mnogo je teže sjeći drveće ili rudu ako nema suhe zemlje. U ovom trenutku, opstanak onih koji mogu duže ostati izvan čamaca može zapravo utjecati na stanovništvo.

Tu je i pitanje "neprirodne" selekcije ili selektivnog uzgoja. To možemo vidjeti kod pasa. Vukovi izgledaju gotovo jednako u cijelom svijetu. Ali kad su ljudi počeli pripitomljavati pseće pse, počeli smo birati koje će mužjake uzgajati s kojim ženkama. Stoga, ako smo željeli posebno male pse, uzgajamo najmanje mužjake do najmanjih ženki i u svakoj generaciji nastavljamo postupak. Na kraju ćemo završiti s psima-igračkama, jer odabiremo tu značajku. ( fascinantna verzija ovog postupka korištena je u 1800-ima za stvaranje ovaca i goveda s više mesa.)

Mislim da je jedan od zbunjujućih aspekata evolucije, međutim, ideja da niotkuda možemo razviti potpuno novi organ (škrge). Ono što mutacije čine je da mijenjaju nacrt onoga što već postoji. Na primjer, mogli bi omogućiti malo veći kapacitet pluća, što bi ljudima omogućilo da duže zadrže dah. S vremenom, ako je to dovoljno korisno, proširio bi se i možda čak i povećao. Ali evolucija je slučajna. Ali evolucija ne može započeti ispočetka. Sve što se može dogoditi je da se trenutni nacrti mogu prilagoditi. Tako možemo početi igrati s plućnim kapacitetom, ali naši geni ne mogu nasumično stvoriti nešto što je potpuno funkcionalno od nule. Da bi se novi organ razvio, trebalo bi FAR-u duže nego za manju promjenu, poput mogućnosti da duže zadržite dah da biste se proširili.

Jedino što je važno u prirodnoj evoluciji jest postoji li veća vjerojatnost da će potomci nastati iz te mutacije. Ako je odgovor da, tada je odabrana mutacija za. Ako nije, odabrano je protiv. Ali većina mutacija nema učinka. (Mutacija može uzrokovati, na primjer, pojavu jamica ne samo na obrazima, već i na laktovima.) Ovo je potpuno beskorisna mutacija u smislu preživljavanja. Ali moglo bi se dogoditi da se slučajno prenese dalje. (Moglo bi se dogoditi da i naša osoba udubljena laktom ima puno djece.) To je evolucija kao što se obično događa. Ako mutacija nije štetna, jednako je vjerojatno da će se proširiti kao i ne.

Zbog toga u mnogim ekstremnijim pasminama životinja postoje i drugi čimbenici koji se obično prenose zajedno sa osobinom za koju je odabrana. (Na primjer, Čistokrvni konji, koji su uzgajani zbog brzine, imaju niz problema, uključujući malu veličinu srca i krvarenje iz pluća.)

Posljednji čimbenik koji treba uzeti u obzir je osnovna znanstvena fantastika - genetski inženjering. Ovdje uzimamo sekvencu DNK da bismo povećali značajku X i smjestili je u DNK bića Y. Ili gdje ulazimo u DNK organizma i izbacujemo djeliće koji nam se ne sviđaju. To se trenutno radi na brojnim područjima. Najčešći je rad na usjevima poput rajčice ili duhana. (Dovoljno je potražiti genetski modificiranu hranu kako biste vidjeli uzorak opsega rasprave o toj temi.)

Ovisno o tome kada bi se Vodeni svijet trebao održati, to bi moj glas za najvjerojatnije podrijetlo škrge lika Kevina Costnera. To bi se teoretski moglo dogoditi u jednoj generaciji, iako bi vjerojatno bio niz pokušaja gdje se geni ne izražavaju pravilno ili ne rade ispravno ili stvaraju probleme nekom drugom sustavu. (Vjerujem da su mu škrge bile u vratu, koji je već prepun drugih stvari poput krvnih žila koje vode do mozga - da ih škrge ometaju, modificirana beba ne bi preživjela.)

Fantastičan! Ima li opravdanja za svu vodu? :)
Ne. Osim osnovnog Nisu istraživali. (http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/DidNotDoTheResearch) :-)
Odličan odgovor, Martha F.
Genetsko inženjerstvo (npr. Pokrenuto na "početku" globalne poplave) dobro je objašnjenje! Zapravo, kad sam vidio ovaj film, pogled na njega prilično je poskočio na sceni "Ima škrge". Apsolutno nije bilo potrebno ovo imati u filmu. Pozadina je nekako vjerojatna s otopljenim ledenim kapama, ali ovo ... :-(
+1 Nevjerojatno sjajan i dobro obrazložen odgovor!
+1 za štetne mutacije; slučajne mutacije gena vjerojatnije će dovesti do raka pluća nego škrge.
Navala malih ledenih meteorita plus bogohulni ljudski gentech eksperimenti za elitu mogli bi uspjeti.
#2
+9
DampeS8N
2011-01-15 11:44:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Evolucija je smiješna stvar. Od nje se ne može tražiti magija. Pravi je odgovor da se ljudska pluća vjerojatno nikad ne bi pretvorila u škrge. Napokon, pogledajte svakog morskog sisavca. Niti jedan od njih nije izgubio pluća u korist škrga. Pluća su bolja.

Ono što biste vidjeli je povećani kapacitet pluća i sposobnost da krv nosi više kisika. A ovakva bi se promjena mogla dogoditi vrlo brzo ako se pravilno odabere. Međutim, ljudi koji su povezani morem stekli bi tu sposobnost. Nije skupina ljudi koja je imala dovoljno sreće da pronađe jednu kopnenu masu koja je ostala na zemlji.

Promjene kao što sam gore opisao lako bi mogle učiniti ljude vodenima za 500 godina. Ovo je otprilike 25 generacija. To je sigurno dovoljno za mrežasta stopala i šake i dovoljno za barem udvostručeni kapacitet pluća, a vjerojatno i za šire krvne žile i povećanje količine krvi, ako ne i povećanje kapaciteta za pohranu te krvi.

Pod uvjetom da su to zaista značajke preživljavanja ljudi. To bi u osnovi zahtijevalo da žive u vodi puno radno vrijeme, a vjerojatno bi dolazilo s puno drugih prilagodbi poput dupina.

To bi se sigurno činilo kao obilježja preživljavanja s obzirom na okoliš.
Brzina kojom se organizmi razvijaju uvelike ovisi o tome koliko im je potrebno da evoluiraju. Čitav planet prekriven vodom čini se dovoljno velikim impulsom da izazove brze mutacije, jer bi nekoć manje sposobni za preživljavanje brzo umrli.
@13Tazer31: Organizmi se ne razvijaju samo zato što to trebaju. Promjena u okruženju ne uzrokuje mutacije, već uzrokuje preživljavanje onih organizama koji su se mutirali na korisne načine. Planet prekriven vodom ne bi potaknuo evoluciju škrge u ljudi. Mnogo je vjerojatnije da će vrste jednostavno izumrijeti nakon takvog katastrofalnog događaja.
@Bill Nisam rekao da se razvijaju jer to trebaju, rekao sam da brzina kojom evoluiraju ovisi o tome koliko se izuzetno mijenja njihovo okruženje. Naravno, postoji gornja granica za to, gdje je promjena previše ekstremna zbog čega vrsta izumire. Ali ako je promjena krajnje ekstremna, ali ne toliko ekstremna da ubije sve, preživjet će i razmnožit će se samo oni najsposobniji za preživljavanje (oni s najkorisnijim mutacijama), što će uzrokovati brži razvoj za razliku od preživjelih s manje sposobnostima i razmnožavanje.
@13Tazer31: Pogrešno sam te razumio kad si rekao "impuls za uzrokovanje brzih mutacija ..." Moja poanta je bila da li se mutacije događaju slučajno ili ne, a ne stanje okoliša. Ako je vaša ključna stavka "uzrokovati ** brze ** mutacije", to onda mijenja moje razumijevanje onoga što govorite.
Moj izbor riječi možda nije bio najbolji, oprostite. Definitivno ste u pravu kad se slučajno događaju mutacije.
Stvari koje sam spomenuo možda neće zahtijevati ni mutacije. Nisam stručnjak za temu koji geni povećavaju veličinu pluća ili povećavaju krvne žile.
#3
+4
PearsonArtPhoto
2011-01-15 11:01:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mislim da je Ringworld to točno uspio, negdje oko 250 tisuća godina za neke umjerene promjene, ali već dugo ništa poput škrge, pa ...

#4
+4
user48
2011-01-15 20:46:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Slažem se s @ DampeS8N. Razmislite o kitovima (kitovi, dupini, stvari) - 50 milijuna godina evolucije prema vodenom svijetu i još uvijek udišu atmosferski zrak koristeći normalna pluća.

Kitovima je trebalo oko 10-20 godina da budu prilično dobri akvatičari; naravno, brzina evolucije je vrlo varijantna stvar, posebno gledajući samo fenotip, ali ovo je sasvim razumna aproksimacija za vodene ljude.

#5
+3
Dr G
2011-01-15 18:36:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mislim da nemamo čvrstu teoriju specijacije sisavaca. Želio bih neke upute od ljudi više upućenih u to područje.

Što se tiče znanstvene fantastike, sviđaju mi ​​se Darwinov radio Greg Beara i Darwinova djeca koji su doista teške znanstvene fantastike o ljudskoj evoluciji i preciznije o specifikacijama. U tim je knjigama specijacija iznenadna, slijedeći evolucijsku teoriju skoka.

Specifikacija je drugo pitanje i ovisi o nomenklaturi. (Specifikacija je kada se nešto razvilo dovoljno da bude druga vrsta.) Teorija skoka u evoluciji naziva se isprekidanom ravnotežom i temelji se na ideji da evolucija djeluje relativno brzo kada postoji dovoljno visok pritisak okoliša da napravi promjene, ali inače , mutacije ne nude dovoljnu korist za promjenu populacije u cjelini, pa se stvari uglavnom podudaraju.
#6
+3
JDMyers
2012-06-22 02:30:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ako vjerujete u evoluciju, škrge ne bi bile nova osobina, već recesivna osobina koja se ponovno pojavljuje uslijed slučajne mutacije ili neke vanjske sile.

Možda se varam, nisam liječnik ili genetičar, ali vjerujem da se sjećam da sam pročitao da u nekom trenutku ljudskog gestacijskog procesa mi (ljudi) zapravo imamo škrge koje se tijekom trudnoće pretvaraju / razvijaju u pluća.

Mogli bismo također ići malo o temi i razgovarati o ljudima koji dišu tekućinu. Siguran sam da smo svi vidjeli Ponor, u tom filmu Ed Harris nosi ronilačko odijelo koje koristi zasićenu kisikom tekućinu kako bi mu omogućilo spuštanje u velike dubine. Trenutno nisam svjestan nijedne komercijalno dostupne odijele, ali ne bih se iznenadio da postoje. I premda možda ne postoje ronilačka odijela, ova tehnologija testirana je na žrtvama opeklina i nedonoščadi čija pluća još uvijek nisu u mogućnosti preraditi kisik iz atmosfere.

#7
+2
AncientSwordRage
2012-06-22 00:34:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ako je rast škrge samo nešto što uključuju ili isključuju određeni kontrolni geni, nazvani hox geni, može omogućiti rast škrga jer ljudski fetus ima prave pukotine da se razviju u škrge, a ne brada. Iako bi to moglo značiti da je čovjek bio deformiran, jer više nemaju sve što bi taj hox gen uključio.

No, malo je vjerojatno da bi se škrge revolvirale divergentnom evolucijom, neki drugi mehanizam bio bi više vjerojatno bih zamislio, s obzirom da još nisu u dupinima. Kao takav rekao bih da je prilično sigurna oklada da se to neće dogoditi.

Dakle, ukratko, ovisno o kakvoj karakteristici i kojim genima uključeni su mutacije koje se mogu odvijati tijekom 'šačice generacija' ili stotina tisuća generacija!

#8
-1
scope_creep
2011-01-18 06:26:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sjećam se da sam prije nekoliko godina čitao članak novog znanstvenika, koji je bio članak koji je raspravljao o tome kako su antropologi i biolozi mislili da je vjerojatno da su oči evoluirale u manje od 100 tisuća generacija, a to je bilo znanstveno istraživanje. Generacija ima 30 godina u znanosti.

Dakle, ako 300 000 godina koristite kao metriku za oči, onda bi svaka evolucija koja je osmišljena kako bi omogućila vrsti da raste škrge, dobila bolju hranu i postala bolji lovci, mislim da bi trebalo dulje, jer škrge su na vašem vratu. Kako je to samostalna evolucijska prednost i manje je složen od očiju, ali i dalje je novi organ na vratu, trebalo bi mu ili slično, malo manje, jer su škrge mnogo manje složene kao oči, ili nešto duže jer bi ljudi morali puno potrošiti vremena u vodi, kako bi se evolucija dogodila.

Dakle, upotreba te metrike trebala bi između 250.000 i 500.000 godina i ne više od toga.

@mbq, što se tiče 50 milijuna i kitova koji ne uzgajaju škrge, mislim da su razlozi što kitovi nikada nisu razvili neku vrstu škrga, povezani s količinom kisika koji je tada potreban. Potrebna im je ogromna količina, čak je i dupin viši od 10 stopa, izuzetno velik od nas, a povezan je s činjenicom da su toplokrvni. Potrebna im je ogromna količina kisika, koji se nikada ne bi mogao dobiti s najvećim škrge, iz morske vode, dakle površinskog disanja. Ne znam je li vjerojatan, ali mi smo otprilike 1/4 veličine dupina ....

Što više to čitam, osim očiju, moglo bi biti i pogrešno. Dobivate kitovog morskog psa, koji je veličine malih kitova, i dišete kroz škrge. Pa pretpostavljam da je to druga grana Drveta života. Morali bi se razviti, jer su sisavci iznad stabla.
* Trznite se. * Ne - "drvo života" je metafora. U evoluciji ne postoji "više gore". Ono što se događa jest da evolucija nasumično mijenja promjene. Sve što uspije zadrži se. Dakle, ako jedna grupa razvije škrge, a one rade, ostaju pri ruci. Druga skupina razvija pluća i oni rade, pa se zadržavaju. Ni jedno ni drugo nije više ili je evoluirano. Sve je u prvom rješenju, ne nužno i u "najboljem" rješenju. Evoluciju nije briga postoji li bolji način da se stvari naprave - samo ako OVAJ stvar funkcionira dovoljno dobro.
Ovaj ... 100 000 puta 30 je tri milijuna godina.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 2.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...