epoxyde (epoxyde) wrote,
epoxyde
epoxyde

Десять вопросов учителю биологии (1 – 5)

1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ: Почему учебники утверждают, что эксперимент Миллера-Урея 1953 года показывает, как строительные блоки жизни появились на ранней Земле, тогда как условия на ранней Земле были не такими, как использовались в эксперименте, а происхождение жизни (эволюционное) остается тайной?
[Ответ]Эксперимент Миллера строился на предположении о том, что биогены появились в газовой фазе, в первичной атмосфере Земли при посредстве электрических разрядов (молний).
На данный момент и в самом деле нет единого мнения о том, какой именно была первичная атмосфера, какие газы и в каких соотношениях в ней содержались. Однако в одном все предположения сходятся: первичная атмосфера носила восстановительный характер. Иначе, она не содержала свободного кислорода
Кроме того, анализ вулканических газов позволяет предположить с высокой степенью достоверности, что в первичной атмосфере присутствовали такие соединения, как азот, оксиды серы, вода, метан, углекислый газ, сероводород, некоторое количество водорода. Возможно, аммиак и другие неорганические и простые органические соединения. Возможно, в атмосфере содержалось также некоторое количество фосфинов.
Даже, если Миллер не угадал с конкретным составом реакционной смеси, в результате его эксперимента получились весьма сложные органические соединения (22 аминокислоты разного строения), которые ранее считались безусловными признаками жизни. Дальнейшую судьбу этих соединений (после синтеза в первичной атмосфере) Миллер не исследовал.
В настоящее время показана возможность синтеза сложных органических соединений на каталитических матрицах алюмосиликатов, которые широко встречались в катархее. Кроме этого, опыт Миллера длился одну неделю. Длительность катархея – многие миллионы лет.
Помимо всего прочего, в реакционной смеси Миллера обнаружились сахара, липиды и предикторы нуклеиновых кислот. Это достаточно веский аргумент в пользу того, что подобный синтез может идти в самых разнообразных условиях.
Как правило, от опыта Миллера и подобных ему требуют сразу же получить едва ли не ДНК и все ее окружение. Но в данном случае первоначальная посылка – все организмы должны иметь ДНК – некорректна. ДНК – позднее приобретение. До нее функцию хранения информации выполняла РНК, которая, в том числе, могла выполнять и функции белков (рибозимы). Собственно функция хранения наследственного материала также не является основной для РНК, а вполне могла быть приобретена, как способ отражения наиболее удачных конфигураций настоящих белков-ферментов, которые появились значительно позже либо значительно позже стали выполнять ту функцию, которую мы теперь называем каталитической.
Простые самореплицирующиеся системы могут удачно существовать на стадии, весьма значительно отдаленной от той, которую теперь называют жизнью. Но и среди них уже действует отбор по признаку наиболее устойчивых. А нарушения в процессе репликации порождают разнообразие таких систем.


2. ДЕРЕВО ЖИЗНИ ДАРВИНА. Почему в учебниках не обсуждается «Кембрийский взрыв»? Большинство основных групп животных (типы) появляются в летописи окаменелостей вместе и полностью сформированными, вместо того, чтобы разветвляться от общего предка. Это противоречит теории эволюции.
[Ответ]Термин «кембрийский взрыв» используется, в основном, в научно-популярной литературе и для привлечения внимания. Более корректное название – кембрийская скелетная революция. Это название более точно отражает суть произошедших перемен.
Не стоит забывать, что школьный учебник имеет своей целью построение первоначальной целостной картины мира. Учебник биологии в свете теории эволюции должен сформировать у учащихся представление о процессе биологической эволюции, который в итоге и привел к появлению человека.
В этом контексте события периода времени до кембрия не имеют никакого образовательного значения. Так как докембрийские фауны были самостоятельными и потомков после них не осталось, докембрийские организмы существуют в системе школьных знаний о теории эволюции обособленно ввиду отсутствия прямых связей с современными.
С позиции организации учебного процесса факт существования докембрийских биот может обсуждаться в расширенном курсе биологии, на факультативе или же в рамках биологического кружка.
Вторая часть вопроса поставлена совершенно некорректно, а сам вопрос содержит больше противоречий креационизму, чем может показаться. Прежде всего, разнообразие организмов периода скелетной революции показывает, что большая их часть существует только в этот короткий промежуток времени. Далее они не встречаются.
Разнообразие форм организации при общих, в целом, принципах, положенных в основу, говорит о том, что многие организмы являются потомками более примитивно устроенных и существовавших ранее.
Уже в докембрии известны косвенные признаки существования сегментированных билатерально симметричных животных организмов, которые вели придонный образ жизни. Этот факт говорит о том, что этот план строения вовсе не уникален.
Также существует вполне обоснованное мнение о том, что в конце докембрия произошла радикальная перемена состава атмосферы. Значительно вырос уровень содержания кислорода, а также в результате движения литосферных плит сформировались условия для хорошей аэрации океанических вод в масштабе всей планеты.
Такая перемена позволила перестроить биологические сообщества. Но наиболее важным приобретением стал, по всей видимости, качественно иной метаболизм с высокой энергетической эффективностью. Это позволило многим организмам выйти в более крупный размерный класс и обзавестись более твердыми покровами либо внутренним скелетом. Поэтому событие называется скелетной революцией.
Тем более, события начала кембрийского периода теории эволюции не противоречат. Это хороший пример работы естественного отбора в условиях множества возможностей для реализации потенциала изменчивости организмов, до того находившихся в подчиненном положении в экосистемах, но со сменой условий обитания и вымирания господствовавшей фауны (эдиакарская биота) получивших возможность занять доминирующее положение.


3. ГОМОЛОГИЯ. Почему учебники определяют гомологию как сходство вследствие общего предка, а потом утверждают, что гомология является свидетельством общего предка – мышление по кругу, выдающее себя за науку?
[Ответ]Учебники не определяют гомологию органов, как результат наличия общего предка. Определение гомологии не отсылает к теории эволюции, но в рамках эволюционной биологии служит в качестве иллюстрации изменчивости организмов, связанных эволюционным родством.
В целом, определение гомологичных органов таково: органы или их части, выполняющие разные функции при одинаковом происхождении. В этом ключе гомологами являются конечности рукокрылых и человека, которые не связаны ближним родством. Также гомологичными являются конечности птиц и млекопитающих (и их кости), хотя обе эти группы разошлись в процессе эволюции раньше, чем разошлись птицы и пресмыкающиеся.
Таким образом в определении гомологии отсылка к общему предку не является необходимой. Однако гомология показывает, как в процессе эволюции видоизменяются органы, имеющие одно происхождение. И в этом ключе она правомерно трактуется, как следствие общего происхождения организмов и, соответственно, наличия у них общего предка.


4. ЭМБРИОНЫ ПОЗВОНОЧНЫХ. Почему учебники используют рисунки схожести эмбрионов позвоночных как свидетельство в пользу общего предка, в то время как биологам уже более ста лет известно, что эмбрионы позвоночных не являются наиболее похожими на их ранних стадиях, и что рисунки фальшивые?
[Ответ]Если за основу понятия «сходство» берется фактическое внешнее сходство, то эмбрионы разных групп и не могут быть похожи друг на друга ввиду разного устройства яйца (разное содержание желтка и размер желткового тела), а также разного характера деления.
Вопреки распространенному мнению, биогенетический закон в формулировке Геккеля практически сразу же был подвергнут критике сторонниками эволюционной теории, так как был схематичным и неполным.
Уже в начале 2о века были сформированы более точные представления об эмбриональной рекапитуляции. Тогда же А. Н. Северцов уточнил, что в ходе эмбрионального развития происходит повторение признаков эмбрионов предковых групп, а не взрослых особей. Ярким примером эмбриональной рекапитуляции является наличие у зародышей сухопутных позвоночных жаберных дуг и жаберных мешков.
Но зародыши позвоночных – это известный пример рекапитуляции. Именно его наиболее активно обсуждают, упуская множество очень ярких примеров этого явления среди беспозвоночных (например, среди членистоногих и, в частности, ракообразных). Во многих таких случаях биогенетический закон выполняется практически полностью в соответствии с формулировкой Геккеля.
В применении к обучению биологии наиболее важное значение имеет факт сходства общего плана эмбрионального развития, так как он формирует важное представление об общности происхождения организмов (в данном случае – позвоночных). Помимо этого, в учебниках явно упоминается, что биогенетический закон в его изначальной, «геккелевской» формулировке уже не является актуальным.


5. АРХЕОПТЕРИКС. Почему учебники изображают эту окаменелость как переходное звено между динозаврами (рептилиями) и современными птицами, тогда как современные птицы вероятнее всего не произошли от археоптерикса, а предполагаемые предки археоптерикса появляются в летописи окаменелостей спустя миллионы лет (согласно эволюционной шкале)?
[Ответ]С момента обнаружения в 19 веке останков археоптерикса никем не ставился под сомнение тот факт, что этот вид не является предковым для современных птиц. Тогда уже было известно, что археоптерикс существовал одновременно с первыми птицами. Дальнейшее изучение останков лишь укрепило представление о том, что археоптерикс вообще не принадлежит к эволюционной ветки птиц.
Также в настоящий момент не ставится под сомнение и то, что археоптерикс не мог летать (под полетом понимается такой механизм полета, какой демонстрируют современные птицы, рукокрылые и, вероятно, ископаемые летающие пресмыкающиеся). Устройство его конечностей говорит о том, что, если он и мог летать, то это были примитивные машущие движения, а крылья не могли подниматься над спиной, как это происходит у птиц.
Однако именно археоптерикс послужил ярким примером переходной формы между рептилиями и птицами. И служит таким примером до сих пор.
Во-первых, это одни из наиболее полно сохранившихся останков такого рода. Во-вторых археоптерикс наиболее ярко демонстрирует смешение типично птичьих (перья и, частично, устройство конечностей) и типично рептилоидных (строение черепа, осевого скелета) черт строения. Тем самым он указывает на принципиальную возможность эволюции пресмыкающихся в направлении птиц.
Впоследствии было сделано множество находок (наиболее яркие – из Китая в последние годы), показывающих, что различные группы динозавров, даже те, в которых не обнаруживается изменений в направлении приобретения способности к полету, имели перьевой покров разной степени выраженности.

    Tags: биология, длинный пост, для кругозора, думать, о какЪ!, писанина, религия, теория, эволюция
    Subscribe
    • Post a new comment

      Error

      Anonymous comments are disabled in this journal

      default userpic

      Your reply will be screened

      Your IP address will be recorded 

    • 0 comments