вторник, 17 май 2016 г.

Палеоприключения

"I abide in a goodly Museum,
Frequented by sages profound:
'Tis a kind of strange mausoleum,
Where the beasts that have vanished abound.
There's a bird of the ages Triassic,
With his antediluvian beak,
And many a reptile Jurassic,
And many a monster antique."
May Kendall, 'Ballad of the Ichthyosaurus', Dreams to sell (1887), 14. 
Говорено е много и какво ли не за екологията. Надявам се на всички е ясно вече, че това е наука, която изучава околната среда и нейните компоненти, и няма нищо общо с опакованите в тарелки голи момичета (кофти). Но при цялата главозамайваща комплексност и вълнуващо разнообразие на дейностите, съпътстващи проучванията в тази сравнително млада област на познанието, представете си предизвикателството да реконструираш, проучиш и разбереш процесите, взаимоотношенията и зависимостите между живите същества, обитавали планетата преди десетки, стотици милиони години, когато дори съставът на атмосферата е бил коренно различен. Все същите стремежи - храна, дом, поколение - но постигани (или пък не) при условия, за които днес можем да съдим единствено по малкото останали свидетелства за тях в скалите. С това се занимават странните птици - палеоеколозите.

Та да сме наясно - предмет на палеоекологията не са евентуални палеопротести срещу замърсяващите атмосферата отровни летливи газове на Цехщайново море, нито пък отчаяни палеодействия по съхраняването на мезозойските корали по нашите географски ширини, страдащи от необратимите промени в климата. Палеоекологията използва данни от фосилни и субфосилни останки на организми, за да реконструира екосистемите на миналото. Тя включва изучаването на изкопаемите организми и свързаните с тях останки (например черупки, зъби, цветен прашец, както и семена), които могат да бъдат използвани, за да се интерпретира техния жизнен цикъл, взаимодействия с други организми и природна среда, съобществата и условията, при които фосилните организми са били съхранени в пластовете. Тези интерпретации подпомагат реконструкцията на древните околни среди (т.е. paleoenvironment).

Дисциплината палеоекология е разработена от американския геолог Кърк Брайън (1888-1950). Брайън фокусира изследванията си основно върху климатичните промени през изминалите геологични епохи, като използва информация от фосилни почви и цветен прашец. 

Въпреки богатата информация, която имаме днес относно еволюцията на живота на нашата планета, познанията ни за поведението и взаимоотношенията между организмите от отминали геологични епохи са оскъдни. Палеоекологията без съмнение е една от най-вълнуващите дисциплини в палеонтологията. Реконструирането на древни екосистеми и техните обитатели може да бъде колкото сложно, толкова и интересно и забавно. Но можем ли наистина да разберем как отдавна изчезнали животни, като динозаврите или граптолитите, например, са живели? Как причудливите (от съвременна гледна точка) животни от Шистите Бърджис са живели заедно и как тези екосистеми са се адаптирали към промените в околната среда?

За съжаление е невъзможно да се върнем назад в миналото и просто да наблюдаваме и проучим древните съобщества, подобно на децата от онова филмче от детството, на които така да завиждах - "Векът на динозаврите" (Age of the Great Dinosaurs). Затова, за разлика от тях, на нас ни се налага да разчитаме на многобройните непреки доказателства, за да възстановим миналото, както и на някои предположения.






Палеоекологичните изследвания напомнят до голяма степен детективската работа. Проучването на съвременните екосистеми е относително лесно. За един еколог е от голямо значение как животните и растенията се адаптират към местообитанията си, как взаимодействат помежду си и с околната среда, както и естеството на кръговрата на вечествата и енергията в едно съобщество. Чрез прилагането на различни утвърдени методи специалистите могат да направят точна оценка на числеността и биомасата на дадена група организми, биоразнообразието на екосистемата и нейната трофична структура. Но изкопаемите животни и растения обикновено не са съхранени в обичайната си среда. Меките тъкани и организмите без скелети обикновено са отстранени от процеси на гниене, мършояди и хищници, а твърдите части могат да бъдат транспортирани на значителни разстояния или ерозирали. В крайбрежните съобщества, например, безскелетните организми, като червеи, бързо ще изчезнат заедно с меките тъкани на скелетните и черупчести животни; отделните елементи от скелетите на гръбначни животни, като костните риби, ще се разпаднат на части, а черупките от по две или повече части - ще се разделят. Сравнително бързо ще остане само един пласт от кости и черупки, заедно с някои следи и улеи в утаечните скали. Нещо повече, някои местообитания имат по-голям шанс да бъдат съхранени в пластовете от други - морските се запазват по-често от сухоземните, което също усложнява процеса на цялостното им изучаване.

Съществуват две основни подобласти на палеоекологията. Палеоаутекологията, екология на индивидите (гр. аутос – сам), изучава екологичните характеристики на един вид, условията за съществуването му, реакциите на организмите на въздействието на фактори на средата – морфологични и физиологични промени, биохимични реакции, интензивност на обмяната между организма и средата, влияние на радиацията, на замърсеността на средата. Това е най-старият раздел на екологията. Палеосинекологията (от син – заедно) е екология на съобществата (биоценология) и разглежда цели съобщества и екосистеми. Занимава се с ценозите, пътя на формиране, развитие, структура, динамика, както и взаимоотношението биоценоза/среда, енергетика на биоценозата, продуктивност. Например, аутекологията разглежда в детайли функциите и жизнените характеристики на един коралов вид, докато синекологията изследва структурата и растежа на цял коралов риф, включително взаимоотношенията между отделните видове в състава му и околната среда.

Палеоеколозите често разделят фауната на две основни групи - проксимални и дистални съобщества. Проксималните съобщества през по-голяма част от своето съществуване са се намирали на мястото, където са били отложени и фосилизирани, а след това и открити. Дисталните съобщества са прекарали по-голяма част от съществуването си на места, различни от това, на което са фосилизирани и открити.

Хубав и нагледен пример в това отношение са съобществата Франкстоун, датирани от късен Кампан (~70 млн. години). Проксималните съобщества в състава им са обитавали плитки, крайбрежни води. Тези съобщества включват видове раци, омари, химероиди (да не се бърка!), акули, скатове, костни риби, морски костенурки и мозазаври. В резултат на голямото количество хранителни вещества във водите на съобществата Франкстоун се наблюдава изключително фаунистично разнообразие и наличие на многобройни хищници. Голямата численост и видовото разнообразие на фауната, хранеща се с мекотели, като химероиди, рогови акули, скатове (Brachyrhizodus species), пикнодонти, костната риба паралбула (Paralbula casei) и мозазаври (Globidens), предполагат, че тази фауна е обитавала обширни мидени банки, с богато разнообразие от черупчести мекотели. Разнообразието от акули и скатове показва, че водата е била с нормална океанска соленост. В съобществата Франкстоун има следи от най-малко три дистални съобщества - дълбоководни, сухоземни и крайречни. За наличието на дълбоководни съобщества може да се съди по присъствието на останки от амонити, мозазаври и морски костенурки в отложенията. За сухоземните съобщества може да се съди по наличието на останки от дървесина и динозавърски кости. За тяхното наличие има две възможности - те може да са били депозирани в морето от вливаща се река или да са били измити от морската вода от скали, в които вече са били отложени от някога протичала там река. За наличието на речни съобщества може да се съди по останките от сладководни риби, сладководни акули (Lissodus), мекочерупчести костенурки и крокодили. Цялата тази съвкупност от хиляди животински останки, предположения и възможности за тяхното отлагане и пътя, по който може би са преминали, за да застинат във времето в именно тези скали... Това е магията на неизвестното в науката! Двигателят, горивото. Нещо, на което си струва да бъде посветен цял живот.
Фосилна колекция от съобществата Франкстоун
Интересно разклонение на палеоекологията е т. нар. еволюционна палеоекология. Под еволюционна палеоекология се имат предвид проучванията, които се фокусират върху екологичния контекст на еволюционните промени в дългосрочен план (т.е. макроеволюционни), които се наблюдават във фосилните записи. Valentine (1973:2) дефинира еволюционната палеоекология като "изучаване на еволюцията на биологичната организация"; Kitchell (1985:91) уточнява, че това включва "макроеволюционните последствия от екологичните стратегии". Тези дефиниции разграничават еволюционната палеоекология от това, което Kitchell нарича просто палеоекология, която по дефиниция е "изучаване на древни екологични съобщества, с което се допълват теориите в геологичните науки, по-конкретно анализ на съобществата и реконструкция на древните екосистеми". 

Така дефинирана, еволюционната палеоекология съществува всъщност от доста време. Още с публикуването на "Произход на видовете" (1859) специалистите са се опитвали да обяснят как околната среда влияе на еволюционната история, най-често използвайки фосилните записи като основен източник на данни (напр. Allmon 1994).



Изумително е как шепа костици може да разкаже цяла история, достойна за бестселър. В своя публикация от 1996 г. палеонтологът Робърт Пърди използва данни от вкаменелости, за да проучи палеоекологията на мегалодона, бялата акула и свързаните с тях видове в западната част на Северния Атлантик. Пърди разделя тези изкопаеми акули в две групи на базата на формата на зъбите им: група с гигантски зъби (характеризира се с относително дебели, силни зъби) и група с малки зъби (характеризира се с по-тънки, по-леко конструирани зъби). Въпреки че мнението на специалистите се различава по отношение на родословието на отделните видове, които Пърди включва във всяка една от тези групи, всички се обединяват около схващането, че мегалодонът е най-съвременният представител на групата с гигантски зъби, а бялата акула е най-съвременният от групата с малки зъби. Проучването на тези две групи акули позволява на Пърди да направи подробни изводи за съответните им предпочитания за плячка и хранителен ареал. И тъй като зъбите на двете групи акули променят формата си с растежа, проучването на Пърди ни дава интригуваща информация относно това къде всеки един от тези видове е израснал, с какво се е хранел, и как техните ареали са се променяли с течение на времето.

Проучването на Пърди свързва по интересен начин историята и екологията на двете групи акули и морските бозайници. На негова база може да се заключи, че още от техния произход в началото на еоцена, преди около 50 милиона години, морските бозайници са представлявали основна плячка на някои от включените в изследването акули. Изглежда, че почти веднага след като са се "върнали" в морето, бозайниците са станали основна мишена за тези акули. По-големите зъби предполагат по-голяма плячка, естествено. И съответно са намирани фосилни гигантски зъби на мегалодони, забити в останки на археоцети, в депозити, датиращи от средата на еоцен (преди около 45 милиона години), което предполага, че тези акули са се хранели с древните китове почти от самия им произход. В края на олигоценската епоха, преди около 30 милиона години, се появяват първите беззъби китове (подразред Mysticeti). Въпреки че техните филтърни плочи рядко се запазват в пластовете, беззъбите китове могат да бъдат лесно идентифицирани по симетричния беззъб череп. Сред най-ранните мистицети е и група, известна като цетотериди, които са с дължина на тялото от 3 до 10 метра и са наподобявали съвременния сив кит (Eschrichtius robustus). Около 15 милиона години по-късно големите представители на мегалодоните изглежда са развили склонност към хранене предимно с беззъби китове. Опашни кости на беззъби китове и прешлени от миоцен-плиоценски депозити (около 5 милиона години) в континенталната част на САЩ често носят дълбоки рани с ясен размер и триъгълна форма от ситно назъбени зъби. Триъгълните, ситно назъбени дентални отпечатъци насочват към възрастните мегалодони като най-вероятни извършители.

В късния олигоцен, почти по същото време, когато баленовите китове са се появили, се появява нов вид морски бозайник. Преди около 26 милиона години в моретата се появява група, родствена на мечките, известна като перконоги (представени днес от тюлени, морски лъвове и моржове). Пърди не намира никакви доказателства за това дали тези ранни морски перконоги са били плячка за гигантско-зъбите или дребно-зъбите акули. Въпреки това, малко след като се появяват сравнително бавно плуващите тюлени (семейство Phocidae), преди около 15 милиона години, те започват да присъстват в менюто на дребно-зъбите предшественици на бялата акула. В миоцен-плиоценски депозити (около 5 милиона години) на мястото на днешен Лий Крийк в Северна Каролина Пърди е намерил два екземпляра от тюлен монах (подсемейство Monachinae) с рани, нанесени от дребно-зъбен предшественик на бяла акула, известна като ксифодон, включително фосилни останки от тюлен монах със забит връх на зъб от ксифодон в тях.



Палеоекологичните изследвания на Пърди разкриват различия в географското разпространение и ареалите на подрастващите индивиди на гигантско-зъбите и дребно-зъби акули. Фосилните останки показват, че гигантско-зъбите обитават водите около Антарктика в късния еоцен (преди около 35 милиона години), когато океана като цяло е по-топъл, отколкото днес, и тези полярни морета са били умерени, а не студени, макар в световен мащаб тенденцията на трайно захлаждане да е вече започнала.

Въпреки, че отдавна е известно, че физическите условия на планетата имат значение за еволюцията, науката изпитва затруднения да обясни как точно. Един основен проблем е, че обикновено липсват пълни данни за естеството на неживата околна среда в геологичното минало, които да позволят сравняването на екологичните и еволюционни промени. Въпреки това, с напредъка в много по-прецизната геохронология и изотопна биохимия все повече специалисти правят много точни сравнения между промените в древните физически условия на околната среда и еволюционните събития от прекамбрия до холоцена, от протистите до хоминидите. Тази дисциплина е известна като геобиология. С напредъка в разбирането на историята на физическите условия на земята ще можем да научим в детайли как животът е реагирал на промените в тези условия, което е и предметът на палеоекологията.

Известното фосилно находище FLK, където Мери и Луис Лийки откриват кости на Zinjanthropus boisei
Палеоекологията има пряко отношение и към нашия вид. Реконструирането на условията, които в миналото са довели до появата или изчезването на видове примати, е важно условие за разбирането на мястото ни в еволюцията. В тази връзка е много важно да бъде разбран екологичният контекст преди и след даден процес на адаптация или изчезване и взаимодействието на древните хоминиди със заобикалящата ги среда, включително и с другите видове, с които са си съжителствали. Важна стъпка в тази посока е натрупването на колкото се може повече информация относно климата, геоморфологията, структурата на хабитатите и животинските съобщества. Тези фактори си влияят взаимно така, че климатът, почвените характеристики и геоморфологията определят типа на растителната покривка, който от своя страна играе фундаментална роля в определянето на това какви други форми на живот ще се развиват в тази екосистема. Изучаването на днешните африкански екосистеми е важно условие за реконструирането на структурата на древните хабитати, в които са живели плиоценските хоминиди. Проучването на древната бозайникова фауна също е необходимо при интерпретирането на плиоценските екосистеми. Фаунистичният анализ може да бъде комбиниран с други изследвания, като палинологични, палеоботанични, изотопни анализи на почвата или зъби, за да се обогатят данните за палеоекологията на предците ни. Първо, фаунистичният състав може да се използва като индикатор за структурата на хабитата. Второ, проучването на фауната в периода, който ни интересува, позволява да се направи сравнителен анализ на древните плио-плейстоценски и съвременните съобщества. Трето, фаунистичните проучвания могат да доведат до по-добро разбиране на взаимоотношенията на хоминидите с конкретни звена на съобществото. Например, изследването на представителите на хищниците може да породи хипотези относно това как хоминидите са избягвали хищници или са се конкурирали с хищниците за достъп до плячката. Не на последно място фаунистичните изследвания могат да отговорят на въпроси относно моделите и процесите в еволюцията на хоминидите и други бозайникови таксони.

Голяма част от палеоекологичните изследвания са фокусирани върху последните два милиона години (кватернера), тъй като по-старите екологични среди са по-непълно представени във фосилните записи. Много от изследванията са съсредоточени върху епохата холоцен (последните 11500 години) или последния ледников период от плейстоцена (преди 50 000 до 11 500 години). Такива изследвания са полезни за разбирането на динамиката на промените в екосистемите и за реконструиране на прединдустриалните екосистеми, на базата на което може да се правят заключения за съвременните промени с антропогенен характер. Всичко това отрежда на палеоекологичните изследвания важно място и в природозащитата, като основа за опазването на околната среда днес.

Материалът е публикуван в Наука OffNews

събота, 2 януари 2016 г.

Честита ви нова обиколка, от мен да мине!


Нова година, нова обиколка на Земята около слънцето и все същите хора. Всяка година те решават на точно този ден, с нищо не по-специален от другите, да похарчат голяма част от трудно спечелените си пари за свръхпреяждане, препиване и химически реакции с отделяне на светлина, задушливи газове и тук-таме пръсти. Посрещат новата обиколка така, сякаш са имали опасения, че нещо ще я възпрепятства. И сякаш без тези ритуални самовзривявания, алкохолни отравяния и финансови извращения тя просто няма как да се случи. А сте спрели да харчите, пиете и гърмите в края на дадена обиколка, а не се е случила новата. Научно доказано е!  И не говоря за младежите, у които такива изблици са някак разбираеми и дори очаквани, все пак техните тела са под влияние на небалансиран коктейл от хормони, способен и на по-исторически приключения. Говоря за зрели, образовани хора с мнение по всички важни въпроси – от международните отношения, до лечението на тумори. Но това постоянство на хората носи и някакво спокойствие. Явно, колкото и да настояват Ню ейдж последователите, не сме на прага на нова епоха в развитието на вида ни. Стоим си закотвени и не мърдаме, спокойно. Ха честита ви нова обиколка и догодина да не забравите да дадете тласък на следващата, ей! :) 

понеделник, 30 март 2015 г.

Лошото лице на природозащитата

Запитвали ли сте се защо обществото е настроено почти винаги срещу мерките за опазване на дадена местност, природна забележителност или вид? Особено у нас. Защо приемат наложените в тази връзка ограничения като ощетяване, като нещо, което вместо да е от полза за обществеността, е насочено срещу нея?

Един от отговорите на този род въпроси можем да намерим в събития като неотдавна изминалото "Часът на Земята", което ни приканва да забравим за електричеството в продължение на поне час на една конкретна дата всяка година, с което пък да покажем съпричастност към дадена природозащитна идея. Тази година бяха реките... Реките са хубаво нещо. Но бяхме призовани да ги почетем като принизим електричеството до нещо лошо, нещо вредно. Като, забележете, тези призиви дойдоха по радиото, телевизията, интернет. Схващате иронията. Цялата тази кампания не е нищо повече от подмолно възползване от незнанието на хората, с цел да бъдат принудени да действат или мислят по определен начин и от това да бъде извлечена полза. И това е само един пример. Членовете на дадено общество в по-голямата си част нехаят за науката. Смятат я за нещо адски сложно, трудно и считат за най-добре да я оставят в ръцете на малцина ненормалници, които да се грижат за произтичащите от нея блага, без да ги занимават излишно с докарващи им единствено главоболие подробности. Това безразличие към науката освен до слабо развито критично мислене води и до други опасни последици - на незапознатите можеш лесно да пробуташ почти всяка идея, стига тя да звучи или наукоподобно, или поне сърцераздирателно, възвишено, а напоследък дори най-общо казано - Ню ейдж. Смесването на науката, необходима за опазването на дивата природа, с подобни идеи, необходими за манипулиране на общественото мнение, води до природозащитата в днешния й вид - блудкава, отнесена, размита.

 Има все пак и нещо положително в цялото това стряскащо безумие. Часът на Земята и подобните му идват да ни покажат в какво всъщност се състои конфликтът на природозащитата с обикновените граждани на обществото, загрижени единствено за своето оцеляване и просперитет. Проблемът е, че същността на природозащитата им се представя като набор от дейности, необходими за опазване на дивата природа и насочени срещу хората. Като нещо, което се прави за природата и единствено в името на природата. Това създава у обществото погрешна представа за природозащитниците като външни, като чужди, като членове на друга общност, като обитатели на друга планета дори или като представители на различен биологичен вид. Сещате се какъв е биологичният смисъл на това. Първо близките, после далечните, както гласи древна поговорка. Това дава поводи на обществото да се обединява срещу външните нашественици в техния безценен, подреден свят. Дава му основания да ги обяви за врагове. Което пък от своя страна отваря вратичка за всички, които биха искали да се възползват от ситуацията. Всички, които нямат търпение да се облагодетелстват материално, унищожавайки дадена природна забележителност, получават шанс да привлекат обществото на своя страна. Безумно лесно е - просто се обявяват за защитници на обществото от злия враг, природозащитниците. Това много често е достатъчно, за да маскират истинските си и не така човеколюбиви цели, стоящи зад привидно загриженото им поведение. Но в крайна сметка, когато разчиташ на необразоваността на хората, за да ги манипулираш и водиш в определена посока, трябва да си наясно, че това винаги може да се обърне срещу теб. Че това е оръжие, което лесно може да премине в чужди ръце.

Нека си припомним каква е всъщност истинската роля на природозащитното движение, каква трябва да бъде неговата същност и какви са неговите цели. На първо място целите на природозащитата са съхраняване на здрава околна среда за функционирането на нормално общество. Природозащитата не е самоцел. Тя служи на хората. Природозащитата е тясно свързана с науката и като такава не използва непроверени методи и не разпространява непроверени факти. Науката не стои нито зад обожествяването на природата и възприемането й като личност, нито зад "Часът на Земята", нито зад анти-ГМО движенията. Преплитайки каузи с патриотарски и вегански движения и всякакви антивакс и други модерни напоследък антиразум идеологии, почитащи природата като нещо свещено и отделно от човека и боравещи с понятия като холистично, парапсихология, себепознание, мантра, прераждане и др., природозащитата се обявява срещу хората. Плаши ги. Популярното не винаги е най-правилно, особено що се отнася до идеологиите. Стремежът да се угоди и приглася на набиращите сила Ню ейдж движения не е от полза за природозащитата като цяло. Замислете се, възможно ли е да има клон на науката, който да се води не от научни принципи, а от модерни идеологии. Отговорът е и трябва да бъде само един - не може! Примери много - всички така наречени "алтернативни учения", които няма на какво друго да разчитат, освен на надеждата да привлекат на своя страна заблудените и лековерни хорица чрез пробутване на изфабрикувани, сглобени и добре опаковани лъжи. Нима природозащитата желае да се асоциира с това? Стига се дори дотам да се отъждествява със заклеймяването на технологичния прогрес. Прокрадват се призиви за "назад към природата", природосъобразно хранене, природосъобразно производство... Сами разбирате, че така няма как да се спечели общественото доверие. Това е признак за безсилие, безидейност и слаба подготовка на кадрите. Публичното, демонстративно отдръпване от научните методи, на чиято база са разработени всички принципи на природозащитата, е зрелищно харакири, уронващо престижа на тази млада наука с иначе огромен потенциал.

Разбира се, не е необходимо всички членове на дадено общество да притежават сериозна научна подготовка. Необходимо е просто да бъдат информирани за ползата от здравата околна среда за тях и за бъдещето на децата, които отглеждат и към които са отговорни. Хората трябва да са наясно, че изучаването на биологичните видове и съобщества в околната ни среда е също толкова важно, колкото изучаването на състава на въздуха, който дишаме, или водата, която пием. Събраните по този начин данни трябва да послужат за разработване на стратегии и методи за съхраняването на тази природна среда във възможно най-благоприятен за развитието и функционирането на обществото ни вид. Това трябва да се прави от достатъчно компетентни и разумни специалисти, отдадени на своята работа и наука, така както сме поверили грижата за здравето си на лекарите. Това е необходимо да се прави не защото всеки вид на нашата планета е свещено и неприкосновено нещо, имащо право на живот. Не! Свещени неща не съществуват, а животните се раждат, живеят и умират, също като нас, хората. И планетата не се интересува дали ще затрием един, пет или пет хиляди вида от лицето на земята. Това се е случвало безброй пъти в историята на живота. Но хората трябва да знаят, че ако се наложи да предотвратим подобно нещо днес, ще го направим, защото е необходимо за добруването на нашия вид. Нали помните - първо близките, после далечните?

Не на последно място, понякога се налага опазването на местности и видове с чисто научна цел. Сещате се - онази наука, без която съвременното ни общество не може. Да, учените се нуждаят от своите си забулени в тайни, понякога странни и винаги изглеждащи безумно сложни нещица, за да работят успешно и да постигат все повече успехи в името на обществото, на нас хората. Нещо, което няма как да отрече всеки, който ползва удобствата на цивилизацията и технологиите. Аз, разбира се, все още храня надежди, че бъдещето на природозащитата ще направи остър завой и ще поеме по пътя на разума, в тясно сътрудничество с науката в борбата срещу фалшивото и най-вече в полза на хората. А надежда ми дават всички колеги и приятели, ангажирани професионално и лично с идеите на българската природозащита като неотменна част от биологичните науки. Макар и с ясното съзнание, че пътят за излизане от блатото ще бъде дълъг и труден.

събота, 14 март 2015 г.

Цената на безценното

Човек лесно може да затъне до уши в публикации из интернет, целящи да ни представят малки човешки бебенца по един умилителен и миловиден начин, с което да ни развълнуват и просълзят. Всъщност това не е никак сложна задача. Всеки, който е внимавал в час по биология, знае, че нашите гени, в стремежа си да оцеляват поколение след поколение, ни заставят да полагаме грижи и да обезпечим оцеляването на онези индивиди, в които е най-вероятно да се помещават. Съответно еволюцията се е погрижила да ни инсталира чувства, с които да гарантира това. Егоистично, но факт. Това е причината да сме загрижени най-вече за децата си, предполага се, че те носят поне 50% от нашите гени. След това за племенници, братовчеди и др., с които ни свързва някакво близко роднинство. После следват членовете на една общност, едно племе, град, държава... Следва филтриране по вид, клас и т.н. Това е причината, например, да намираме за сладки малките котенца, но не и злощастните малки мушички. Това е биология! Всички тези „възвишени” чувства и действия са продиктувани от джуркащи се в кръвта ни хормони под строгия контрол на гените.

Бидейки разумно същество, за човека се предполага, че умее да подчинява инстинктите на разума си, да ги контролира и дори игнорира. Да бъде обективен, така да се каже. Да, ама не. Ако такава генетическа обективност беше възможна, интернет пространството нямаше да прелива от сладникави снимки на човешки бебета, тържествени новини за увеличаване на човешката раждаемост или бременни/многодетни човешки майки. Ако това беше възможно, също така нямаше написаното от мен да ви прозвучи скандално, обидно и дори престъпно. Но най-вероятно точно това чувствате, докато четете. 

Искате ли примери за видове, чиито бебета са истински безценни? Ето няколко:

- Амурски леопард  - популацията им се е увеличила до цели 57 индивида в Русия и 12 индивида в прилежащите територии на Китай. Тъжно, а?;

-  Насекомото от остров Лорд Хау Dryococelus australisостанали са 24 индивида, обитаващи една скала на острова.

- Бразилският нирец Mergus octosetaceus250 индивида...
Списъкът е дълъг, безценни бебета колкото щеш. Имате интернет, търсете си ги. Но знайте – човешките бебета не са сред тях.

Време е да бъдете свалени на земята с факта, че видът Homo sapiens не е заплашен от изчезване. Човешките бебета са сладки и безценни единствено за родителите си. Аз, например, обожавам своите. Така и трябва да бъде. Обективно погледнато обаче те са напаст. Ние сме напаст. Също както вие не се просълзявате от умиление при вида на новоизлюпени бебета хлебарки. Всяко новородено човешко бебе, при скоростта, с която нараства популацията ни, означава необходимост от добив на още ресурси от и без друго изчерпаната ни биосфера.

Един от първите термини, който бива набутван в главата на всеки еколог, минаващ курс на обучение по специалността си, е т. нар. overpopulation. Опасно явление със страховити последици, което при липса на естествени хищници, какъвто е случаят с човеците, води до постепенно изтощаване на средата, глад, жажда и свирепа конкуренция за малкото останали ресурси, което пък води до рязко понижаване на числеността – population crash. Това е нормалният ход на събитията. Съжалявам, че ще ви разбия илюзиите, но по този начин действа природата – тази любяща майка на всички ни. Така че, колкото по-малко се прехласваме по себе си като вид, като стара мома пред огледало, толкова по-малка вреда ще нанасяме на природата, респективно и на своите настоящи и бъдещи уж безценни бебета, които иначе толкова много обичаме и с такова умиление споменаваме.


Но успокойте се. Това е възможно единствено в моите мечти, както и на още неколцина здравомислещи индивиди. То реално няма да се случи. Хората няма да спрат да смятат себе си за специални. Няма да престанат да се разграничават от екологичните принципи и закони. Няма да спрат да пръскат тревожни заглавия при най-малкия спад в раждаемостта някъде по света. Няма да променят начина си на мислене, така че снимки на захаросани човешки бебета и новини за поредното (n-милиардно) уникално човешко раждане ще продължат да заливат медийното пространство. Можете да спите спокойно, „безценни”!

събота, 30 ноември 2013 г.

Криворазбраната демокрация

Хората нито са равни, нито заслужават равни права!

Това изречение, написано от мен, разбуни духовете наскоро. Видно е как хората са свикнали да приемат определени неща за истинни и морални без да си правят труда да ги проверят, осмислят или дори тестват. Дори мисълта за обратното ги хвърля в потрес и морална дилема. Как така хората да не са равни? Та това противоречи на всичко, което са ни учили за „добрите хора”. Добрият човек никога не си позволява дори да мисли такива неща. А ако се прокраднат в главата му подобни мисли, без значение от провокиралите ги факти, той трябва да ги прогони и да си посипе главата с пепел. Иначе се превръща зъл мизантроп.

Но хайде малко зли разсъждения по темата за равенството. Освен ако хората не са вид, създаден от някакво божество, а ние много добре знаем, че не са, то те няма как да бъдат равни. Причината е много проста – естественият отбор. Ако всички индивиди от вида Homo sapiens бяха равни, естественият отбор нямаше да има база за действие, защото той работи именно като пресява разликите в отделните индивиди, образно казано. 

Като човек, смятащ образованието за едно от най-важните задължения, които човек има към обществото, в което живее, по-долу в разсъжденията си ще визирам предимно на него.

Та така, хората не са равни, мили мои "човеколюбци". И като неравни по природа имат и неравни възможности. Благодарение на тези разлики във възможностите те изпълняват задълженията си към обществото по различен начин. Към обществото, от което очакват социални облаги в замяна. А различните задължения предполагат и различни права (облаги). Или поне би трябвало. 

Е да, ама не. Ето какво се получава на практика. Образованието, например, е задължително. Факт. Благодарение на него ние ставаме по-отговорни, по-способни и пълноценни членове на обществото. Защото като членове на дадено общество ние вече не носим отговорност само за себе си, а за всички други членове на това общество, които пряко или косвено са потърпевши от нашите действия и решения. Решавайки да загърбим някои свои задължения към обществото – като образованието – ние би трябвало да се отказваме автоматично от някои от облагите на това общество – като правото на глас. В общество, в което се дават права на хора, отказали се от задълженията си към него, се насърчават все повече хора да загърбват тези свои задължения безнаказано и същевременно биват експлоатирани насилствено всички останали, които изпълняват задълженията си съвестно. И какво, по дяволите, се случва в такъв случай с правата на всички тези хора, които не са изоставили своите задължения? Каква справедливост има в това те чрез данъците си да поемат на плещите си издръжката на всички онези индивиди, удобно отказали да мръднат пръста си за това общество, но които имат абсолютно същите права в него – могат да гласуват, могат да получават парична помощ от изработените с честен труд пари на по-отговорните, могат да раждат деца, за които да не полагат грижи и които на свой ред да израстват като необразовани и безполезни членове на обществото, или дори да ги оставят в държавни домове на грижите отново на съвестните граждани. Съвестните граждани, които дори нямат думата в случая... Защото са малцинство.

Най-малкото давайки на хората без образование права и социални облаги равни с тези на по-способните и съвестни членове на обществото, те не биват мотивирани да се развиват и да учат!

Ще оставя специалистите да се заемат с изчисления относно шансовете цивилизация с подобно социално устройство да прескочи нулевия тип (най-примитивния), към който в момента с мъка можем да се причислим...

Изводът е, че хора с различни задължения към обществото трябва да получават и различни права в него. Логично е. Говорейки конкретно за едно от основните задължения към обществото, образованието, то трябва да е пряко обвързано с правото на глас. Както неведнъж съм твърдяла, не е в интерес и на самите необразовани хора да правят политически избор. Това е единствено в интерес на властта, на аморалните управляващи. И независимо че сред необразованите хора несъмнено има и достатъчно мъдри и разумни изключения, то те са именно това – изключения от правилото. А правилото гласи, че образованието е задължително условие за разбиране в която и да е област от познанието. Без съмнение на всеки такъв човечец се паднат много повече неспособни да разберат политическата ситуация неграмотници. И без значение какви са ни личните чувства към наши познати без образование (аз лично имам такива), обективно погледнато е несправедливо аз, която съм вложила усилия, средства и време да се развивам, да имам еднакви права с Айшето от местния катун, която не може да чете и брои. Примерно. 

Насърчаването на подобно нехайно отношение към обществото от държавата има своето обяснение. Необразованите хора се манипулират лесно. По-лековерни са. Също така за няколко кебапчета, например, можеш да купиш гласа им в своя полза по време на избори. Можеш лесно да ги излъжеш, да им обещаеш неизпълними неща. Те ще ти повярват, ще гласуват и манифестират за теб. Необразоваността води след себе си мизерията, която е прекрасна основа за злоупотреба по време на избори. Освен това, бидейки малцинство, образованите граждани, макар и прекрасно осъзнаващи неадекватната политическа и социална ситуация, няма да имат никакъв шанс за действие и промяна.

С платеното гласуване (чиято основа е лошото образование и следващата от него социална недоимъчност) необразованите хора отнемат на нас – съвестно изпълняващите задълженията си към обществото граждани -  правото да избираме!

Основно притеснение да бъде критикувана демокрацията е, че едно подобно преразпределяне на правата в зависимост от качествата на гражданите може да бъде несправедливо, намирисва на дискриминация и е в разрез с възприетите за идеал демократични принципи. Но историята изобилства с примери за начините, по които са дошли на власт повечето диктатури.

Пропагандната дейност на фашистката партия на Хитлер е насочена към низшите класи на обществото - необразовани, понасящи тежки удари от икономическата депресия. И съответно през 1933 фашистите съвсем законно печелят изборите. Те методите за злоупотреба с наивитета на изстрадалите, необразовани хорица не са от вчера. Но идва “злата Антифашистка коалиция и разваля демократично избраното статукво. Нали така?

Необразоваността на населението е прекрасна почва за прокрадване на тоталитарни идеологии и законното им, „демократично” издигане на власт. 

Не зная кой е натоварил демокрацията с подобни очевидно незаслужени достойнства. Не съм сигурна кога точно тя се е превърнала в мерило за това колко стойностен, морален и справедлив е даден човек. Но е факт, че днес никой не би посмял да оспори това. То се приема като безспорна и ненуждаеща се от обосновка догма. Но демокрацията предполага равни права за хора с равни възможности. А както добре знаем, в хода на еволюцията ние хората, както и всеки вид на тази планета, сме оформяни от естествения отбор различни, с най-разнообразни способности, качества, недостатъци и предимства. И именно в това е красотата на природата. Единственото, което е нужно за да просперираме, е да й се доверим и да изискваме хората да се нагърбват само със задълженията, които са им по възможностите. В конкретния случай – политическите решения за бъдещето на страната да бъдат вземани само от хора, които имат капацитета и грамотността адекватно да преценят обстановката в страната (и извън нея) и да направят съответния избор. Защото „избор” не означава просто да избереш бюлетина със затворени очи (или отворен джоб). Означава да прецениш предимствата и недостатъците на различните възможности и да поемеш отговорност за действието си. 

Съжалявам, но се налага да прекъсна удобния ви сън - демокрацията понамирисва! Демокрацията е за общества, изградени от идентични индивиди, клонинги. За нас е необходима по-разумна политическа система. Такава, която да отчита еволюционно обусловените различия у индивидите, като ги натоварва със задължения съобразно тях и им дава права и облаги в зависимост от положените усилия, капацитет и задължения.






вторник, 18 декември 2012 г.

За абиогенезата или за неизбежността на самоорганизацията в природата

Ако пуснете в търсачката ключова дума "самоорганизация", "абиогенеза", "еволюция", "зараждане на живота" или нещо друго свързано със спонтанната самоорганизация на материята и зараждането на живота на Земята, ще попаднете на какви ли не нюейдж-вуду-креационистко-бледовиолетово-енергийни щуротии и на много малко качествена информация. Основен проблем в образователната система на България е липсата на часове по критично мислене. На децата не се преподават основни умения за отсяване на информацията и източниците за набавянето й. В резултат те израстват лековерни, без никаква защита срещу иначе увлекателно и наукоподобно скалъпените шарлатанщини. Те нямат изградени критерии и умения за отсяване на боклука. Следователно е време да се направи нещо. И единственото оръжие срещу непрестанно бълващите помия шарлатани е двойно количество качествена, рационална информация или по друг начин казано - имунизация срещу боклука в медиите.

Сега да се върнем на самоорганизацията на материята и по-точно на спонтанният (тоест без външна, интелигентна намеса) синтез на сложни органични макромолекули,  градивните елементи на живота, от неорганични или по-прости съставки. Още древногръцките философи-атомисти вярвали, че висш, проектиращ всичко интелект, не е задължителен. Те доказали, че ако има достатъчно време, пространство и материал, организацията би била в края на краищата неизбежна. Рене Декарт въвел идеята, че обичайните закони на природата се стремят да произвеждат организация. 

До момента са натрупани многобройни свидетелства за самоорганизация в разнообразни биологични системи на всички нива - от молекулярно и клетъчно до популационно. Ето един определено непълен списък: 

- начало на живота от самоорганизиращи се химични системи, хиперцикли; спонтанното свиване (фолдинг и рефолдиг) на белтъците и други макромолекули;
- "самосглобяването" на цитоскелетни структури и двуслойни мембрани; хомеостазис или самоподдържането на приблизително постоянни параметри (температура, налягане, pH) при биосистемите - от клетка до цял организъм; 
- морфогенезис - механизъм на развитие и растеж на живите организми; 
- самоорганизация във вид на пространствени патерни на колонии едноклетъчни, например Dictyostelium discoideum, Bacillus subtilis и др.;
- създаването на общества от някои насекоми (мравки, термити, пчели), и много бозайници; 
- поведението на групи животни (стада, ята птици, пасажи риби и т. н.); 
Тези примери (както и още, и още много други) са белег, че обекти на живата природа са способни да се самоорганизират без намеса на по-висш разум отвън. Разбира се излишно е да разглеждаме тук всеки един такъв случай подробно, ще нахвърлям само няколко примера, след което ще преминем към произхода на живота на нашата планета и възможностите за това.

Когато всичко е наред, амебите диктиостелиум (Dictyostelium discoideum) си пълзят, хранят се и се делят от време на време. Но ако дълго останат гладни и енергийните им запаси започнат да се изтощават, те изпускат във външната среда цикличен аденозинмонофосфат (цАМФ), който се приема от съседните едноклетъчни като сигнал. Ако клетките са сити, те не реагират на него, но ако също са гладни, те започват да се събират на групи-агрегати, съдържащи до 100 000 амеби. 
Те формират единен многоклетъчен организъм, който се нарича псевдоплазмодий. Той може, за разлика от амебата, да изпълзява със забележителна скорост от неблагоприятните места. Ако успее да стигне място, където има храна, той отново се разпада на отделни клетки. Но ако все си пълзи, пълзи и все няма подходящи условия, той спира и около 20% от клетките изпълзяват нагоре, образувайки здраво стъбло и загиват. По стъбълцето останалите клетки изпълзяват на самия връх, образувайки плодно тяло, в което съзряват спорите. Те се разпръскват наоколо и така изчакват да свърши неблагоприятния период. Когато нещата се променят, от тях израстват амеби и историята се повтаря. 

Друг пример - фолдинг. При синтеза им белтъците "се сглобяват" от отделни аминокиселини според разчетената последователност на кода от ДНК. Резултат от работата на този биологичен конвейер са дългите вериги белтъци, които обаче, за да придобият разнообразните си функции (структурна, каталитична, двигателна, защитна) трябва сами да се "свият","завият", "сгънат" в точно определена форма. Процесът на свиване става на няколко етапа с продължителност от няколко секунди до няколко минути и се нарича фолдинг. В последната, решаваща фаза протеините от "предварителното" си състояние мигновено (за няколко десетки микросекунди) приемат окончателната си форма. 

Много учени в целия свят по експериментален начин са доказвали и доказват как и при какви условия е възможно да протичат някои процеси в еволюцията на материята от неорганична към органична, от нежива към жива. Първият проблем е поставянето на граница между жива и нежива материя. Трудно е да се постави такава между елементарните механизми на метаболизъм и размножаване на вирусите и сложните химични взаимодействия между огромните макромолекули, които по редица причини трябва да се приемат за неживи. Границите са условни, приема се, че внасят удобство и ред. Лично аз не ги обичам. Ама ще се обоснова защо. Очевидно пречат на мнозина да си представят химията на плавния преход от едно вещество към друго, от органична материя към неорганична и т.н., а очакват някакво рязко разграничаване и посочване на конкретен своеобразен край на неживото и начало на живото - ясно и категорично. Е, нема такъв филм. Същото е мнението ми и за разграничаването на видовете, откъдето произтичат пък всички недоразумения с "липсващи звена" и прочее. Ама това е то биологията - "колекциониране на марки" ;)

Първо и най-важно условие при разглеждането на изброените по-долу варианти и експерименти е да се разбере, че при съответните условия, възпроизведени в експериментите, произтичащите процеси и реакции са спонтанни и неизбежно следствие! Неорганичният синтез на органични съединения,  или биопоеза (биогенеза), както Бернал нарича процеса, по нищо не се различава от останалите неорганични процеси, включително и от тези, които се осъществяват днес. Но тъй като условията на първичната атмосфера са се различавали коренно от условията на съвременната въздушна обвивка на земята, то и продуктите на тези процеси също са се различавали. Самите процеси обаче, довели до образуването на абиогенни органични съединения, с нищо не се различават например от процесите на образуване на облаците  или на кристализирането на солите по дъното на пресъхваща лагуна. Та по-интересно е да се знае кои са факторите, които са управлявали процесите, довели до синтеза и натрупването на органични вещества с абиогенен произход. Какъв е бил добивът от тези процеси. При какви условия са се концентрирали, съхранявали и усложнявали тези вещества. При  какви условия се е осъществил преходът от предживата към живата материя. 

Опит на Мюлер. Осъществил е опита си още като студент. Използвал е сравнително просто устроен апарат - система от колби, в която чрез два електрода, запоени в стената й един срещу друг, се създава изкуствена мълния (електрическа искра). Едната колба се напълва с вода, а другата - със смес от газове (водород, метан, амоняк и др.). Системата е херметична. Общо казано, в долната част на апарата кипи вода, а в горната периодично се предизвиквали електрични изпразвания. През определени интервали от време се анализира качествения състав на разтвора и количествени измервания. Опитът продължил 175 часа. В първите 25 часа се образували предимно циановодород и алдехиди. След това тяхната концентрация престанала да нараства, а започнали да се образуват аминокиселини. След 125-тия час концентрацията на аминокиселините престанала да се увеличава, а количеството на амоняка, циановодорода и алдехидите продължило да намалява. Мюлер допуснал, че в този период е настъпило равновесие или участвие в други процеси. По-късно била установена полимеризация на аминокиселините, която не е била отчетена от Мюлер. Опитите на Мюлер са повтаряни многократно от различни учени в различни държави по света.

Опити на Уилсън и Понамперума. При добавяне на сяра в разтвора, използван от Мюлер, Уилсън получава дълги молекули от синтезирания полимер. Установени били също така ципи по повърхността на разтвора с площ около 1 см2, по всяка вероятност ПАВ. Понамперума и неговите сътрудници повтарят опитите на Мюлер, но използват като източник на енергия УВ-лъчи. Получават аминокиселини и пурини, тоест градивните елементи на белтъците и нуклеиновите киселини. При подбор на определени условия те получават дори полимери от тях.

Опити на Оро и Фокс. Те доказват, че за образуването на големи органични молекули от по-малки, наличието на на УВ-светлина не е задължително условие. При обикновено нагряване на средата  се получават сходни резултати. В условията на първична атмосфера малките органични молекули се синтезирали за сметка на УВ-лъчите на Слънцето или на електричните бури. Но за следващите етапи на еволюцията на материята и за ранния живот тези условия са противопоказни. Като се има предвид това, следва, че при прехода от нежива към жива материя са били използвани други източници на енергия. При едни от опитите си Оро поставя водни смеси от прости органични молекули за няколко дни при различна температура - от 20 до 150 градуса С. В разтворите на формалдехид с хидроксиламин и на формалдехид с хидразин, а също и в разтворите, съдържащи циановодород, в края на опита се синтезират аминокиселини. При други опити с използването на същите температури аминокиселините полимеризират.

Фокс обръща по-специално внимание на факта, че при свързването на две аминокиселини с пептидна връзка, се отделя вода. И тъй като процесите на полимеризация са съпроводени с дехидратиране, то очевидно скоростта на тези реакции ще зависи от количеството отделяна вода в сситемата, от обезводняването й. Подобни съображения дават основание на Фокс да предположи, че ранното развитие на живота е ставало близо до вулканите. Показва това в следния опит. Безводна смес от аминокиселини се загрява до 170 градуса С. Свързват се в полипептидни вериги. Разбира се, активността на така синтезираните белтъчни молекули е ниска, но в ранните етапи на възникване на живата материя е било напълно достатъчно първите белтъчни молекули да проявят някаква, била и слаба, каталитична активност. Друго много съществено свойство на белтъкоподобните съединения е това, че последователността на аминокиселините в техните полипептидни вериги няма случаен характер, закономерна е!!!

Трети, не по-малко съществен резултат е образуването на сферични образувания, изградени от термични протеноиди, получени  чрез промиване на горещата смес от полимери с водни солеви разтвори. Получените гранули, пренесени в друг разтвор, различен по концентрация от изходния, реагират по специфичен начин - реагират на промяната на осмотичното налягане, както реагират живите клетки. Това е категорично доказателство, че имат полупропускливи мембрани. 

Други много важни опити на Фокс и сътрудниците му доказват, че подредеността на аминокиселините в полипептидната верига може да определя реда на нуклеотидите в полинуклеотидната верига. При добавяне на смес от нуклеотиди към полиглицинов полипептид се образуват къси участъци от полигуанин. Известно е, че един от кодоните, който определя мястото на глицина в полипептидната верига, е ГГГ. 
Ще продължа в следващ пост с тези и още много, много други опити и резултати. Този вече доста се натовари, а то без картинки издържа ли се :Р 

To be continued...

Източници:
Попов, Петър, Теория на еволюцията, 1999
Benton & Harper, Introduction to Paleobiology and the Fossil Record, 2009
Списание "Българска наука"

неделя, 5 август 2012 г.

Лагуната на птиците

  Нещо се е случило преди близо 3000 години тук. Нещо грандиозно. Нещо толкова мащабно, та резултатът е наблюдаем и до днес - солената лагуна край Поморие. Вероятно разтърсващ сеизмичен катаклизъм е преградил пътя на морската вода и е откъснал езерото, превръщайки го в хиперсолена, затворена лагуна. А може би бавно, търпеливо, в течение на стотици години морските течения са наслагвали наноси и са надграждали пясъчната коса, постигайки в крайна сметка изумителен резултат - невероятното съчетание от условия, позволяващи, насърчаващи съжителството хилядолетия наред на уникалната екосистема и емблематичния за древно Анхиало поминък - солодобив и калолечение. Възможно е миналото да запази тази своя тайна. Вероятно именно чрез тайните си ни примамва да се потапяме в него, изследвайки настоящето, вечно търсещи...

   Вятърът идва от североизток. Лястовичките изглеждат като увиснали на място, носейки се над поривите му. Протягам ръце от терасата на Посетителския център - имам чувството, че ако ги побутна, ще продължат по пътя си. Пред очите ми е застинала гледката, почти мистична, спирала дъха вероятно на десетки поколения - безбрежният, изумруден простор на плитката, тиха и многоцветна повърхност на лагуната, огласяна от почти хипнотизиращите звуци на птиците. Хиляди птици...

    Облаче от мушици се мести плавно над брега. Под него невъзмутимо се труди врабче - бори се с уловения преди секунди скакалец, старателно премахвайки крилцата и крачетата. Деликатес. Всяка калория, до която се докопа, ще му бъде от полза през дългата мразовита зима, когато ще каца с премръзнали крачета по первазите на същата тази тераска, вглеждайки се в прозорците с надежда, търсейки нас.

   И ето го - първото ято мигранти за тази година. Бележещи наближаващия край на лятото и началото на най-вълнуващия за лагуната период, когато тя става дом на стотици хиляди пернати посетители, подготвящи се за трудния и изпълнен с опасности път на юг. Щъркели са. Уловили са термика над брега и със завидни хореографски умения оформят фуния, живо торнадо, издигайки се над изпълнения с носталгия поглед. Винаги е носталгия.

    Залезът проблясва зад силуетите на градчето и птиците, обагряйки водите в плътни цветове. Вглеждам се в накацалите корморани отсреща. Като статуи са, изправили се върху бетонните диги, разперили съхнещи криле за последна почивка преди да се отправят към местата за нощуване. Все още се чуват рибарки - весели, откъслечни крясъци, сякаш долитащи от детско парти, огласят прохладната вечер, измъквайки ме от опияняващия унес. След колко ли залеза ще се науча да разбирам езика им?

   И времето спира... Залезът е безкраен... Покоят - вълшебен...
Магията на Поморийско езеро.