Paleontologinis Blokbasteris II - organizmų maksimalaus dydžio evoliucija per paskutinius 3,5 mlrd. metų
13 views
Skip to first unread message
Andrej S
Dec 26, 2008, 7:08:15 AM12/26/08
to G-mokslai
Prieš Kalėdas išėjo straipsnis, kuriame buvo aiškinamos gyvybės maksimalaus dydžio didėjimo priežastys. Prieš tai, g-moksluose pateiktame blokbasteryje, buvo pateiktas gyvybės biologinės įvairovės kitimo pobūdžio tyrimas (Paleontologinis Blokbasteris - jūrinių bestuburių globalios bioįvairovės trendai fanerozojuje). Tuo metu buvo pateiktas tyrimas, kuriame stengtasi išsiaiškinti kaip kinta biologinė įvairovė šimtų milijonų metų bėgyje. Pasirodo kad fanerozojaus eono metu ( paskutiniai 545 mln. metų), jos kitimas labai panašus į pusiausvyrą dinamiką (t. y. tarsi Žemė turėtu principinę daug maž pastovią talpą nišų atžvilgiu). Šiuo metu pateikiamo tyrimo tikslas buvo - išsiaiškinti didžiausio kūno dydžio pokyčių pobūdį bei tų pokyčių priežastys per visą žinomą gyvybės egzistavimo laikotarpį (paskutinius 3,5 milijardo metų). Toks maksimalaus dydžio pasikeitimų eiliškumo išsiaiškinimas yra labai svarbus ieškant faktorių kurie nulėmė tuos pasikeitimus (ar tai būtu išoriniai veiksniai ar tai būtu vidiniai). Kitimų analizėje, visados stengiamasi išskirti ilgalaikius kitimus (trendus), kurie dažniausiai būna nulemti pastovių priežasčių ir epizodiškus pokyčius, kurie stebimi kaip tam tikro parametro šuoliai.
Atlikus šį tyrimą, nustatyta kad gyvybė per visą istoriją padidino savo maksimalų dydį 16 eilių. Tačiau, šis maksimalaus dydžio padidėjimas buvo labai netolygus ir nulemtas evoliucijos inovatoriškų atradimų bei atsivėrusių aplinkos sąlygų galimybių. Maksimalaus organizmų dydžio evoliucija buvo nužymėta dviem, daug maž vienodos amplitudės, diskrečiais šuoliais. Abu šie šuoliai buvo koincidentiški su deguonies koncentracijos padidėjimu arba sekė šiek tiek vėliau po jo. Taip pat šie maksimalaus dydžio padidėjimo šuoliai buvo susiję su dviem svarbiomis biologinėmis inovacijomis: perėjimu iš prokariotu į eukariotus (prieš ~ 1,6 milijardo metų) ir daugialąstiškumo atsiradimu (įvairiose grupėse nuo 600 iki 400 milijonų metų prieš dabartį) [prisegtas failas - Maksimalaus_Dydzio_Evoliucija]. Kaip manoma, deguonies koncentracijos padidėjimai nuimdavo principinius dydžio suvaržymus, kurie buvo susiję su metabolizmo lygiu. Remiantis įrodymais, vien tiktai biologinių inovacijų neužtenka paaiškinti tokiam kitimo pobūdžiui, nes anksčiausi eukriotai atsirado 800 mln. metų anksčiau nei įvyko pirmasis drastiškas maksimalaus dydžio padidėjimas. Tas pats, stebima ir su daugialąsčiais eukariotais, nes seniausi tikrai nustatyti daugialąsčiai atsirado prieš 1,2 milijardo metų (t.y. 600 mln. metų anksčiau nei įvyko Ediakaro makroskopinių organizmų diversifikacija). Abu minėti šuoliai apėmė apytiksliai 6 dydžių eiles (kiekviena karta maksimalus organizmai tapdavo milijoną kartų didesni nei buvo prieš tai). Vėliau, "stabilumo" laikotarpiais maksimalus organizmų dydis padidėdavo nežymiai (1-2 eilėm). Pavyzdžiui, didžiausi ordoviko periodo organizmai (gyveno prieš 500 mln. metų) yra viso labo 1,5 - 2 eilėm mažesni nei didžiausi dabartiniai ir mezozojiniai gyvūnai (didžiausi banginiai, rykliai ir milžiniški dinozaurai - zauropodai).
Kaip rodo šis tyrimas, maksimalus dydis nebūdavo pasiekiamas tiktai vienos grupės, o eiliškai keisdavosi didžiausią dydį turintys organizmai ekosistemose. Pavyzdžiui, iš kart po Kambro evoliucinio sprogimo, stuburiniai ne tapo didžiausi gyvūnai. Prieš juos tokie buvo nariuotakojai, vėliau galvakojai ir tiktai pradedant nuo devono periodo (žuvų amžiaus) stuburiniai tapo dominuojančiais ir didžiausiais gyvūnais žemėje [prisegtas failas - Gyvunu_virsuje_ir_Augalu_Apacioje_maksimalaus_dydzio_evoliucija]. Taigi, ši tendencija yra nulemta eilės veiksnių ir yra konvergentiška.
Šis tyrimas paneigia, ankstesnį įsitikinimą kad maksimalaus dydžio evoliuicija vyko tiesiog difuziškai. T.y. pradedant nuo mažiausio dydžio ir vėliau atsitiktinai užimant su vienoda tikimybę kaip didesnio taip ir mažesnio dydžio pozicijas. Jeigu taip vyktu tikrovėje, tuomet dydžio padidėjimas būtu proporcingas kvadratinei šakniai nuo praėjusio evoliucijos laiko (pradžioje įvyktu staigus įmanomų dydžių srities užėmimas, po kurio sektu tolygi vis lėtėjanti dydžių spektro okupacija). Tikrovėje yra kitaip. Šiame didžiausio mastelio trėnde yra labai svarbi kaip aplinkos komponentė, kuri įveda principinius apribojimus biologinėms sistemoms, taip ir pačių biologinių sistemų organizacijos laipsnis, kuris svarbus atsivėrusių galimybių panaudojime.
Nuoroda:
"Two-phase increase in the maximum size of life over 3.5 billion years reflects biological innovation and environmental opportunity" 1. Jonathan L. Payne,1, 2. Alison G. Boyer, 3. James H. Brown, 4. Seth Finnegana, 5. Michał Kowalewski, 6. Richard A. Krause, Jr., 7. S. Kathleen Lyons, 8. Craig R. McClain, 9. Daniel W. McShea, 10. Philip M. Novack-Gottshall 11. Felisa A. Smith, 12. Jennifer A. Stempieni, and 13. Steve C. Wang - Straipsnis PNAS žurnale apie maksimalaus organizmų dydžio evoliuciją per visą gyvybės istoriją.
Life on Earth Not Getting Much Bigger - Populiarus straipsnis "Wired" blogų tinkle.
--
AS
Atlikus šį tyrimą, nustatyta kad gyvybė per visą istoriją padidino savo maksimalų dydį 16 eilių. Tačiau, šis maksimalaus dydžio padidėjimas buvo labai netolygus ir nulemtas evoliucijos inovatoriškų atradimų bei atsivėrusių aplinkos sąlygų galimybių. Maksimalaus organizmų dydžio evoliucija buvo nužymėta dviem, daug maž vienodos amplitudės, diskrečiais šuoliais. Abu šie šuoliai buvo koincidentiški su deguonies koncentracijos padidėjimu arba sekė šiek tiek vėliau po jo. Taip pat šie maksimalaus dydžio padidėjimo šuoliai buvo susiję su dviem svarbiomis biologinėmis inovacijomis: perėjimu iš prokariotu į eukariotus (prieš ~ 1,6 milijardo metų) ir daugialąstiškumo atsiradimu (įvairiose grupėse nuo 600 iki 400 milijonų metų prieš dabartį) [prisegtas failas - Maksimalaus_Dydzio_Evoliucija]. Kaip manoma, deguonies koncentracijos padidėjimai nuimdavo principinius dydžio suvaržymus, kurie buvo susiję su metabolizmo lygiu. Remiantis įrodymais, vien tiktai biologinių inovacijų neužtenka paaiškinti tokiam kitimo pobūdžiui, nes anksčiausi eukriotai atsirado 800 mln. metų anksčiau nei įvyko pirmasis drastiškas maksimalaus dydžio padidėjimas. Tas pats, stebima ir su daugialąsčiais eukariotais, nes seniausi tikrai nustatyti daugialąsčiai atsirado prieš 1,2 milijardo metų (t.y. 600 mln. metų anksčiau nei įvyko Ediakaro makroskopinių organizmų diversifikacija). Abu minėti šuoliai apėmė apytiksliai 6 dydžių eiles (kiekviena karta maksimalus organizmai tapdavo milijoną kartų didesni nei buvo prieš tai). Vėliau, "stabilumo" laikotarpiais maksimalus organizmų dydis padidėdavo nežymiai (1-2 eilėm). Pavyzdžiui, didžiausi ordoviko periodo organizmai (gyveno prieš 500 mln. metų) yra viso labo 1,5 - 2 eilėm mažesni nei didžiausi dabartiniai ir mezozojiniai gyvūnai (didžiausi banginiai, rykliai ir milžiniški dinozaurai - zauropodai).
Kaip rodo šis tyrimas, maksimalus dydis nebūdavo pasiekiamas tiktai vienos grupės, o eiliškai keisdavosi didžiausią dydį turintys organizmai ekosistemose. Pavyzdžiui, iš kart po Kambro evoliucinio sprogimo, stuburiniai ne tapo didžiausi gyvūnai. Prieš juos tokie buvo nariuotakojai, vėliau galvakojai ir tiktai pradedant nuo devono periodo (žuvų amžiaus) stuburiniai tapo dominuojančiais ir didžiausiais gyvūnais žemėje [prisegtas failas - Gyvunu_virsuje_ir_Augalu_Apacioje_maksimalaus_dydzio_evoliucija]. Taigi, ši tendencija yra nulemta eilės veiksnių ir yra konvergentiška.
Šis tyrimas paneigia, ankstesnį įsitikinimą kad maksimalaus dydžio evoliuicija vyko tiesiog difuziškai. T.y. pradedant nuo mažiausio dydžio ir vėliau atsitiktinai užimant su vienoda tikimybę kaip didesnio taip ir mažesnio dydžio pozicijas. Jeigu taip vyktu tikrovėje, tuomet dydžio padidėjimas būtu proporcingas kvadratinei šakniai nuo praėjusio evoliucijos laiko (pradžioje įvyktu staigus įmanomų dydžių srities užėmimas, po kurio sektu tolygi vis lėtėjanti dydžių spektro okupacija). Tikrovėje yra kitaip. Šiame didžiausio mastelio trėnde yra labai svarbi kaip aplinkos komponentė, kuri įveda principinius apribojimus biologinėms sistemoms, taip ir pačių biologinių sistemų organizacijos laipsnis, kuris svarbus atsivėrusių galimybių panaudojime.
Nuoroda:
"Two-phase increase in the maximum size of life over 3.5 billion years reflects biological innovation and environmental opportunity" 1. Jonathan L. Payne,1, 2. Alison G. Boyer, 3. James H. Brown, 4. Seth Finnegana, 5. Michał Kowalewski, 6. Richard A. Krause, Jr., 7. S. Kathleen Lyons, 8. Craig R. McClain, 9. Daniel W. McShea, 10. Philip M. Novack-Gottshall 11. Felisa A. Smith, 12. Jennifer A. Stempieni, and 13. Steve C. Wang - Straipsnis PNAS žurnale apie maksimalaus organizmų dydžio evoliuciją per visą gyvybės istoriją.
Life on Earth Not Getting Much Bigger - Populiarus straipsnis "Wired" blogų tinkle.
--
AS
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages