שְׁאֵלָה:
עד כמה מוטציות צריכות להיות מהירות עבור מדע בדיוני קשה?
MatthewMartin
2011-01-15 09:43:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הייתי מוטרד מקצב ההתפתחות האנושית בעולם המים - אולי 500 שנה להתפתח בני אדם עם זימים *, וכ -1000 שנה להתפתח (חזרה?) למשהו שהוא חזק יותר משימפנזה ומהיר יותר מאולימפי אצן.

כמה זמן צריך לקחת להתפתח מאפיינים מסוג זה?

  • וכשראיתי את עולם המים לראשונה, חשבתי שזו מוטציה של דור אחד וקווין קוסטנר היה הראשון שיש זימים שעבדו ממש טוב, שנראה שכמו מהיר.
והעובדה שרוב העולם היה מכוסה במים לא הפריעה לך בכלל?
אם אני זוכר נכון, האם קוסטנר לא היה היחיד עם זימים? במקרה כזה הוא פשוט יהיה מוטציה אקראית ולא ממש ייצג את התפתחותו של מין חדש. (אם מניחים בצד את העובדה שדברים שימושיים כמו זימים לא צצים פתאום).
@Bill הלטאה: נותר רק אחד. יש להניח שהיו לו הורים עם אותן מוטציות. הם רומזים לכך בסרט.
@DampeS8N: תודה. אני צריך לצפות בזה שוב. אני זוכר שזה היה פלופ ענק, אבל חשבתי שהוא טוב יותר מהביקורות שלו.
@Bill הלטאה: אני באמת מאוד נהנה מהסרט. זה השתוללות מהנה, מתנהגת היטב והזכירה לי הרבה * שודדי מים אפלים *
שמונה תשובות:
#1
+28
Martha F.
2011-01-16 22:04:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

התשובה הקצרה היא שהאבולוציה לא יכולה ליצור זימים בבני אדם. זה לא עובד ככה אלא אם כן אנחנו מדברים על מיליוני שנים. עם זאת, אם לבני האדם ב עולם העולם היה הנדסה גנטית, סביר לחלוטין להאמין שהם יכולים ליצור אדם עם זימים בעוד 50 שנה. ההסבר הארוך מופיע למטה, יחד עם תיאור די מפורט של אופן הפעולה של האבולוציה.

אני חושב שאחד הנושאים בדיון באבולוציה הוא שאנחנו משלימים שני תהליכים שונים.

הראשונה היא מוטציות. אלה צצים באוכלוסיות בשיעור כלשהו - אשר עשויים להיות שונים עבור מינים שונים ואוכלוסיות שונות. אוכלוסייה שנחשפת לרמות קרינה גבוהות עשויה להיות מוטציה גבוהה. עם זאת, המוטציה היא אקראית. ורבים מהמוטציות יהיו מזיקות - אפילו עד כדי גרימת מספר רב של הריונות כושלים. (שיעורים גבוהים של הפלה, או של מוות במהלך ההריון או מעט אחריו - או של ביציות בלתי ניתנות לביצוע במין שמטיל ביצים.)

גם כיום בבני אדם, יש למעשה שיעור די גבוה של הריונות כושלים. . 15% מההריונות הידועים גורמים להפלה - וכנראה שיש עוד יותר שאיננו יודעים עליהם מכיוון שהם קורים עוד לפני שהאישה מודעת לה שהיא בהריון. פעמים רבות, הפלות אלה הן מכיוון שהביצית המופרית אינה מתפתחת כראוי, ולעולם אינך עובר מ בלסטוציסט לעובר. במקום זאת, אתה מקבל זבל שגופה של האישה נפטר מהפלה.

התהליך השני הוא בחירה. מוטציות שאינן מזיקות מספיק בכדי לגרום למוות יביאו ליצורים חדשים. אך השאלה האולטימטיבית מבחינת האבולוציה היא: האם יצורים אלה מתרבים? והאם גם אותם צאצאים יתרבו? בבחירה טבעית, הסביבה יכולה לקבוע אם אדם שורד מספיק כדי להתרבות. מוטציות מסוימות עשויות להשפיע על תהליך זה. אם מוטציה הופכת אדם לפורה לתקופה ארוכה יותר, יתכן שיהיו לו יותר צאצאים. באופן דומה, אם מוטציה מבטיחה שהאדם ישרוד זמן רב יותר, הדבר עלול להוביל ליותר צאצאים. או אם מוטציה הופכת את הפרט להורה מושך יותר (זנבות ארוכים וצבעוניים בטווסים, למשל), הם נוטים יותר להזדווג.

עם זאת, אצל בני אדם יש גורם מקטין. יש לנו כלים שיכולים להוביל להישרדות של יצורים שאולי לא היו שורדים אחרת. קח את הדוגמה Waterworld : יש לנו סירות, והאמצעים לבנות אותן. לכן בטווח הקצר לא יהיה לחץ הישרדותי שיגרום למוטציה כלשהי להועיל בכדי לגרום לשינוי באוכלוסייה. בטווח הארוך יותר, לעומת זאת, היינו מתחילים לרוקן את הדרכים לתקן את הסירות. הרבה יותר קשה לכרות עצים או לכרות עפרות אם אין אדמה יבשה. בשלב זה, הישרדותם של מי שיכול להישאר זמן רב יותר מהסירות עשויה להתחיל להשפיע על האוכלוסייה.

יש גם שאלה של סלקציה "לא טבעית" או גידול סלקטיבי. אנחנו יכולים לראות את זה אצל כלבים. זאבים נראים כמעט זהים בכל רחבי העולם. אך כאשר בני אדם החלו לביית כלבים, התחלנו לבחור אילו זכרים להתרבות עם אילו נקבות. לכן, אם היינו רוצים כלבים קטנים במיוחד, אנו מגדלים את הזכרים הקטנים ביותר לנקבות הקטנות ביותר, ובכל דור, אנו ממשיכים בתהליך. בסופו של דבר, נגמור עם כלבי צעצוע, כי אנחנו בוחרים עבור תכונה זו. (ב גרסה מרתקת לתהליך זה נעשה שימוש בשנות ה -1800 ליצירת כבשים ובקר עם יותר בשר.)

אני חושב שאחד ההיבטים המבלבלים ביותר באבולוציה, לעומת זאת, הוא הרעיון שנוכל להתפתח איבר (זימים) חדש לגמרי משום מקום. מה שהמוטציות עושות זה שהן משנות את התוכנית למה שכבר קיים. לדוגמה, הם עשויים לאפשר יכולת ריאה מעט גבוהה יותר, שתאפשר לאנשים לעצור את נשימתם זמן רב יותר. עם הזמן, אם זה מועיל מספיק, זה יתפשט ואולי אפילו יגביר את עצמו עוד יותר. אבל האבולוציה אקראית. אבל האבולוציה לא יכולה להתחיל מאפס. כל מה שיכול לקרות הוא שניתן להתאים את התוכניות הנוכחיות. אז אנחנו יכולים להתחיל לשחק עם יכולת ריאות, אבל הגנים שלנו לא יכולים ליצור באופן אקראי משהו שמתפקד לחלוטין מאפס. איבר חדש להתפתח ייקח FAR יותר זמן מאשר לשינוי קל כמו להיות מסוגל לעצור את הנשימה זמן רב יותר להתפשטות.

הדבר היחיד שחשוב באבולוציה הטבעית הוא האם יש סיכוי גדול יותר לייצר צאצאים מאותה מוטציה. אם כן, מוטציה נבחרה עבור. אם לא, זה נבחר כנגד. אך לרוב המוטציות אין כל השפעה. (מוטציה עלולה לגרום למשל להופיע גומות חן לא רק על לחייך, אלא גם על מרפקיכם.) זוהי מוטציה חסרת תועלת לחלוטין מבחינת הישרדות. אבל זה יכול לקרות לעבור דרך פשוט במקרה. (לאדם המקופח במרפק יכול להיות שיש לו גם הרבה ילדים.) זו התפתחות כפי שקורה בדרך כלל. אם מוטציה אינה מזיקה, סביר להניח שהיא תעבור הלאה.

זו הסיבה שברבים מגזעי החיות הקיצוניים יותר, ישנם גורמים אחרים הנוטים לעבור הלאה יחד עם התכונה שנבחרה לה. (לדוגמא, סוסים גזעיים שגדלו במהירות, נוטים להיות עם מספר בעיות, כולל גודל לב קטן ודימום מהריאות.)

הגורם האחרון שיש לקחת בחשבון הוא מצרך בסיסי של מדע בדיוני - הנדסה גנטית. זה המקום בו אנו לוקחים את רצף ה- DNA כדי לגדול את תכונת ה- X ונמקם אותו ל- DNA של היצור Y. או איפה שאנחנו נכנסים ל- DNA של אורגניזם וקורצים חתיכות שאנחנו לא אוהבים. הדבר נעשה כיום במספר תחומים. הנפוץ ביותר הוא עבודה המתבצעת על יבולים כגון עגבניות או טבק. (פשוט חפש אוכל מהונדס גנטית כדי לראות דגימה ממגוון הדיונים בנושא.)

תלוי מתי עולם המים אמור להתקיים, זה יקבל ההצבעה שלי למקור הסביר ביותר של זימי דמותו של קווין קוסטנר. תיאורטית זה יכול לקרות בדור אחד, אם כי ככל הנראה יהיו מספר ניסיונות שבהם הגנים לא מתבטאים כראוי, או שהם לא עובדים כמו שצריך, או שהם גורמים לבעיות במערכת אחרת. (אני מאמין שהזימים היו בצווארו, שכבר מלא מלא דברים אחרים כמו כלי הדם המובילים למוח - אם הזימים מפריעים לאלה, התינוק המתוקן לא היה שורד.)

פַנטַסטִי! יש הצדקות לכל המים? :)
לא. מלבד הבסיסי לא עשה את המחקר. (http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/DidNotDoTheResearch) :-)
תשובה נהדרת, מרתה פ.
הנדסה גנטית (למשל התחילה ב"התחלה "של השיטפון העולמי) היא הסבר טוב! למעשה, כשראיתי את הסרט הזה התצוגה שלו קפצה לא מעט בסצנה "יש לו זימים". זה בהחלט לא היה הכרחי לקבל את זה בסרט. סיפור הרקע אמין איכשהו עם כיפות הקרח המותכות, אבל זה ... :-(
+1 תשובה מדהימה ומנומקת להפליא!
+1 למוטציות מזיקות; מוטציות גנטיות אקראיות נוטות יותר להוביל לסרטן ריאות מאשר לזימים.
מטח של מטאוריטים קרח קטנים בתוספת ניסויים גנטיים אנושיים חילוליים עבור האליטה יכול לעבוד.
#2
+9
DampeS8N
2011-01-15 11:44:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אבולוציה היא דבר מצחיק. אתה לא יכול לבקש ממנו קסם. התשובה האמיתית היא שריאות אנושיות כנראה לעולם לא יהפכו לזימים. אחרי הכל, הסתכל על כל יונק ים. אף אחד מהם לא איבד את הריאות לטובת זימים. הריאות טובות יותר.

מה שהיית רואה הוא יכולת ריאות מוגברת והיכולת של הדם לשאת יותר חמצן. ושינוי מסוג זה יכול לקרות מהר מאוד אם ייבחר כראוי. עם זאת, אלה היו האנשים הסמוכים לים שהיו זוכים ליכולת זו. לא קבוצה של אנשים שהתמזל מזלם למצוא את המסה היבשתית האחת שנותרה על פני האדמה.

שינויים כמו שתיארתי לעיל עלולים להפוך את בני האדם בקלות למים בתוך 500 שנה. זה בערך 25 דורות. זה מספיק זמן בכפות הרגליים בידיים בוודאות, וארוך מספיק ליכולת ריאה כפולה לפחות, וכנראה לכלי דם רחבים יותר ולעלייה בכמות הדם, אם לא לעלייה בכושר האחסון של אותו דם.

בתנאי שמדובר באמת בתכונות הישרדות לבני אדם. זה בעצם ידרוש שהם יגורו במים במשרה מלאה, וזה כנראה יגיע עם הרבה דולפינים אחרים כמו עיבודים.

אלה בהחלט נראים כמו תכונות הישרדות בהתחשב בסביבה.
קצב התפתחותם של אורגניזמים תלוי במידה רבה עד כמה דרוש להם התפתחות. כל כדור הארץ המכוסה במים נראה כמו דחף מספיק גדול כדי לגרום למוטציות מהירות, מכיוון שהפעם פחות כשירים לשרוד ימותו במהירות.
אורגניזמים של @13Tazer31: לא רק מתפתחים בגלל שהם צריכים. שינוי בסביבה לא גורם למוטציות, אלא גורם להישרדותם של אותם אורגניזמים שבדיוק במקרה השתנו בדרכים שימושיות. כדור הארץ המכוסה במים לא יעורר את התפתחות הזימים בבני אדם. הרבה יותר מינים פשוט ימותו לאחר אירוע קטסטרופלי שכזה.
@Bill לא אמרתי שהם מתפתחים כי הם צריכים, אמרתי שהקצב שבו הם מתפתחים תלוי עד כמה הסביבה שלהם משתנה באופן קיצוני. כמובן שיש לזה גבול עליון, שבו השינוי קיצוני מדי וגורם למין להיכחד. אך אם השינוי הוא קיצוני ביותר, אך לא כה קיצוני כדי להרוג את כולם, רק אלה המסוגלים ביותר לשרוד (אלו עם המוטציות המועילות ביותר) ישרדו ויתרבו, וכך יגרמו להתפתחות מהירה יותר לעומת יותר מהשרודים הנמצאים פחות בכושר והעתקה גם כן.
@13Tazer31: אני לא הבנתי אותך כשאמרת "דחף לגרום למוטציות מהירות ..." הנקודה שלי הייתה שאם מתרחשות מוטציות היא אקראית ולא מצב של הסביבה. אם נקודת המפתח שלך היא "לגרום למוטציות ** מהירות **", זה כן משנה את ההבנה שלי לגבי מה שאתה אומר.
בחירת המילים שלי אולי לא הייתה הטובה ביותר, מצטער. אתה בהחלט צודק לגבי המוטציות המתרחשות באופן אקראי.
הדברים שציינתי אולי אפילו לא דורשים מוטציות. אני לא מומחה בנושא אילו גנים מגדילים את גודל הריאות או מגדילים את כלי הדם.
#3
+4
PearsonArtPhoto
2011-01-15 11:01:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני חושב שהעולם הטבעי הסתדר, איפשהו בסביבות 250 אלף שנה לשינויים מתונים, אבל שום דבר כמו זימים במשך זמן רב, אז ...

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

אני מסכים עם @ DampeS8N. חישבו על חבלנים (לווייתנים, דולפינים, דברים) - 50 מיליון שנות אבולוציה לקראת חיי מים והם עדיין נושמים אוויר אטמוספרי באמצעות ריאות רגילות.

חבלנים נדרשו בערך 10-20 שלי כדי להיות מים טובים למדי; כמובן שמהירות האבולוציה היא דבר משתנה מאוד, במיוחד להסתכל על פנוטיפ בלבד, אך זהו קירוב סביר למדי לבני אדם במים.

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

אני לא חושב שיש לנו תיאוריה מוצקה של ספציפי יונקים. הייתי רוצה כמה עצות מאנשים בקיאים יותר בתחום.

לגבי מדע בדיוני, אני אוהב את הרדיו של דארווין של גרג בר ואת הילדים של דרווין שהם אכן מדע בדיוני קשה לגבי התפתחות אנושית וליתר דיוק ספציפי. באותם ספרים הסגירה היא פתאומית, בעקבות תיאוריית קפיצה אבולוציונית.

מיון הוא שאלה אחרת, וזה תלוי במינוח. (הסבר הוא כאשר משהו התפתח מספיק כדי להיות זן אחר.) תורת הקפיצה באבולוציה נקראת שיווי משקל מנוקד, והיא מבוססת על הרעיון שהאבולוציה עובדת מהר יחסית כאשר יש לחץ סביבתי גבוה מספיק בכדי לבצע שינויים, אך אחרת מוטציות אינן מציעות תועלת מספקת בכדי לשנות את האוכלוסייה בכללותה, כך שהדברים נוטים להשתוות.
#6
+3
JDMyers
2012-06-22 02:30:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אם אתה מאמין באבולוציה אז זימים לא יהיו תכונה חדשה אלא תכונה רצסיבית המתהווה מחדש בגלל מוטציה אקראית או כוח חיצוני כלשהו.

יכול להיות שאני טועה, אני לא רופא או גנטיקאי, אבל אני מאמין שאני זוכר שקראתי שבשלב מסוים בתהליך ההריון האנושי יש לנו (בני אדם) למעשה זימים שהופכים / מתפתחים לריאות עם התקדמות ההריון.

נוכל גם ללכת קצת מחוץ לנושא ולדון בבני אדם שנושמים נוזלים. אני בטוח שכולנו ראינו את התהום, בסרט ההוא אד האריס לובש חליפת צלילה המשתמשת בנוזל רווי חמצן כדי לאפשר לו לרדת לעומק רב. לא ידוע לי על שום חליפה זמינה מסחרית כרגע, אבל לא אתפלא אם הם קיימים. ולמרות שלא יהיו חליפות צלילה, טכנולוגיה זו נבדקת עם קורבנות כוויות ותינוקות פגים אשר ריאותיהם עדיין לא מסוגלות לעבד חמצן מהאטמוספרה.

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

אם גידול הזימים הוא רק משהו שמופעל או מושבת על ידי גני בקרה מסוימים, הנקראים גנים של הוקס, עשוי לאפשר לזימים לצמוח מכיוון שלעובר האנושי יש את הסדקים הנכונים להתפתח לזימים ולא סנטר. אף על פי שמשמעותו שהאדם היה מעוות, מכיוון שאין להם יותר מה שאותו גן הוקס יפעיל. סביר להניח שאדמיין, בהתחשב בכך שעדיין לא היו בדולפינים. ככזה הייתי אומר שזה הימור די בטוח שזה לא יקרה.

אז בקיצור, תלוי ב איזה מאפיין ו אילו גנים מוטציות יכולות להתרחש במהלך 'קומץ דורות' או מאות אלפי דורות!

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

אני זוכר שקראתי מאמר של מדען חדש לפני כמה שנים, וזו הייתה מאמר שדן כיצד האנתרופולוגים והביולוגים חושבים שסביר להניח שעיניים מתפתחות פחות מ -100 אלף דורות, וזה היה מחקר מדעי. דור הוא 30 שנה בארץ המדע.

אז אם אתה משתמש 300,000 שנה כמדד, לעיניים, אז כל התפתחות שנועדה לאפשר למין לגדל זימים כדי להשיג אוכל טוב יותר ולהיות ציידים טובים יותר, אני חושב שייקח זמן רב יותר, שכן זימים נמצאים על הצוואר שלך. מכיוון שזה יתרון אבולוציוני עצמאי ופחות מורכב מהעיניים, אך עדיין איבר חדש על הצוואר, זה ייקח דומה, מעט פחות, שכן זימים מורכבים הרבה פחות כמו עיניים, או מעט יותר זמן מכיוון שאנשים היו מבלים הרבה זמן במים, כדי לגרום לאבולוציה לקרות.

אז שימוש במדד זה ייקח בין 250,000 ל -500,000 שנה ולא יותר מכך.

@mbq, בכל הקשור ל -50 מיליון וחבלנים שלא גדלים זימים, אני חושב שהסיבות לכך שלפני כן החלבונים מעולם לא פיתחו מערכת זימים כלשהי, נוגעות לחמצן החמור. הם זקוקים לכמות עצומה, אפילו דופין הוא יותר מ- 10 מטר, גדול מאיתנו, וקשור לעובדה שהם בדם חם. הם זקוקים לכמות עצומה של חמצן, שלעולם לא ניתן יהיה להשיב אותם עם הזימים הגדולים ביותר, ממי ים, ומכאן נשימה על פני השטח. אני לא יודע אם זה מתקבל על הדעת, אבל אנחנו בערך 1/4 בגודל של דולפין ....

ככל שקראתי את זה, יכול להיות שגוי, מלבד העיניים. אתה מקבל כריש לוויתן, בגודל של לווייתנים קטנים, ונושם דרך זימים. אז אני מניח שזה ענף אחר של עץ החיים. הם יצטרכו להתפתח מחדש מכיוון שיונקים גבוהים יותר בעץ.
* ווינס. * לא - "עץ החיים" הוא מטאפורה. אין "גבוה יותר" באבולוציה. מה שקורה הוא שהאבולוציה מבצעת שינויים באופן אקראי. כל מה שעובד נשמר. אז אם קבוצה אחת מפתחת זימים, והם עובדים, הם נותרים סביבם. קבוצה אחרת מתפתחת ריאות, והן עובדות, ולכן הן נותרות סביב. גם לא גבוה יותר או יותר התפתח. הכל קשור לפיתרון הראשון, ולאו דווקא לפיתרון "הטוב ביותר". לאבולוציה לא אכפת אם יש דרך טובה יותר לעשות דברים - רק אם הדבר הזה עובד מספיק טוב.
אה ... 100,000 פעמים 30 זה שלושה מיליון שנה.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 2.0 עליו הוא מופץ.
Loading...