сряда, 22 декември 2010 г.

Еволюция на Tetrapoda през Девон (част 3).

Jakubsonia livnensis

Останките на това къснодевонско четириного са намерени в Русия през 1999 г. Новият вид,  Jakubsonia livnensis, е реконструиран на базата на интраорбитални фрагменти от черепа. Други елементи асоциирани с това четириного са: част от долна челюст, cleithrum, и част от фемур. Фрагменти от задна част на череп може би също принадлежат към този вид. Останките от Jakubsonia са събрани от долнофаменски седименти, които може да са образувани от делта или  морски бряг. Силното износване на някои от фосилите показва значително преместване след смъртта.

Livoniana multidentata

Livoniana multidentata е описан на базата на фрагменти от челюст, събрани от приливно-отливни зони и естуарни депозити в Латвия и Естония. Въпреки че са определени като елпистотегални (заедно с Elpistostege и Panderichthys), челюстните фрагменти от Livoniana притежават набор зъби, чиито характеристики за първи път се появяват при четириногите от горен Девон - Elginerpeton и Obruchevichthys. Фосилните останки на Livoniana довеждат Пер Алберг до заключението, че четириногите вече са се диференцирали от елпистотегалите и други ръкоперки през среден Девон.

Фауната свързана с фосилите на Livoniana включва: хетеростраки (Psammolepis spp. и Psammosteus), акантоди (Devonochus cocinnus, Haplacanthus ehrmanensis и Acanthodes), няколко ръкоперки (Glyptolepis baltica, Crossipterus crassus, Laccognathus panderi, Megadonichthys kurikae и Panderichthys rhombolepis).

Metaxygnathus denticulatus

Metaxygnathus е открит в къснодевонски депозити в Нови Южен Уелс, Австралия и е един от само двата екземпляра девонски четириноги открити извън Еврамерика. Другият, Sinostega, е открит в северозападната част на Китай. Останките на Metaxygnathus се състоят от фрагменти от единична долна челюст. Фактът, че фосилите са описани преди 1977 г. (няколко години преди поредица нови открития) и че са открити в Австралия, а не в Еврамерика, кара някои учени да се съмняват в това, че принадлежат на тетрапод. Възрастта на депозитите, от които са извадени вкаменелостите, все още се обсъжда. Според Джени Кларк депозитите са къснофаменски. Австралийският палеонтолог Гавин Йънг обаче смята, че са къснофрански (Long and Gordon, 2004). Други находки в същите депозити са на плакодерми (Bothriolepis и Remigolepis) и ръкоперки (Soederberghia).

Obruchevichthys gracilis

Фрагмент от челюст на Obruchevichthys gracilis е открит в горнофрански (къснодевонски) депозити в Латвия. Този екземпляр, първоначално описан като ръкоперкова риба, е преразгледан и прекласифициран като тетрапод, след като Пер Алберг съобщава, че е открил много общи характеристики с Elginerpeton, четириного от същия период, открито в Шотландия. Obruchevichthys и Elginerpeton предхождат останалите къснодевонски четириноги с около 5-8 милиона години. Това, както и фактът, че двата таксона споделят някои общи черти, показва, че представляват самостоятелно и вероятно краткосъществувало разклонение, което се отделя преди появата на останалите тетраподи.

събота, 18 декември 2010 г.

Линландия и вселената маркуч

Живот върху градински маркуч

Дори за учените-специалисти е твърде трудно да си представят вселена с повече от три пространствени измерения. Поради това физиците често тренират разбирането си за тези допълнителни измерения, като размишляват какъв би бил животът, ако живеехме във въображаема вселена с по-малко измерения - следвайки примера на завладяващата класическа популярна книга на Едуард Абът от 1884 г. "Плоскандия" - и постепенно разбираме, че вселената има повече измерения от тези, които са ни непосредствено известни. Да опитаме този подход като си представим двумерна вселена с формата на градински маркуч. За да го постигнем, трябва да се откажете от гледната точка на външния наблюдател, от която маркучът е един обект в нашата вселена. Вместо това трябва да забравите нашия свят и да влезете в нова вселена - градински маркуч, в която повърхността на много дълъг градински маркуч (може да го смятате за безкрайно дълъг) е единственото, което съществува като протежение на пространството. Представете си, че вие сте малка мравка, която живее на неговата повърхност.

Но да започнем, като направим нещата още по-крайни. Представете си, че дължината на кръговото измерение на вселената маркуч е много малка - толкова малка, че нито вие, нито другите обитатели на вашата вселена дори не подозирате за неговото съществуване. Вместо това вие и всички останали жители на вселената маркуч смятате един основен житейски факт за толкова основен, че не подлежи на съмнение: вселената има едно измерение. (Ако във вселената маркуч, се беше родила мравка-Айнщайн, нейните обитатели щяха да кажат, че вселената има едно пространствени и едно времево измерение.) Всъщност това свойство е толкова очевидно, че жителите на маркуча са нарекли своя дом Линландия, подчертавайки наличието на само едно пространствено измерение.

Животът в Линландия е твърде различен от познатия ни (живот). Например тъй добре познатото ви тяло не може да се събере в Линландия. Независимо колко усилия полагате за промяна на неговата форма, не можете да се справите с едно - вие несъмнено притежавате дължина, ширина и дълбочина, т. е. протежение в трите измерения. В Линландия няма място за подобни екстравагантни решения. Не забравяйте, че макар вътрешната ви представа за Линландия може би все още е за дълъг нишкоподобен обект, който съществува в нашето пространство, всъщност трябва да мислите за Линландия като за вселена - всичко, което съществува. Като обитател на Линландия трябва да се съберете в нейното пространствено протежение. Опитайте се да си го представите. Дори и ако приемете тялото на мравка, пак няма да се съберете. Трябва да сплескате своето мравешко тяло, докато заприличате на червей, и после още да го сплескате, докато изобщо престанете да имате дебелина. За да се съберете в Линландия, трябва да сте същество, което има само дължина.

Сега си представете, че на всеки край от тялото си имате по едно око. За разлика от вашите човешки очи, които можете да въртите в различни посоки, за да гледате и в трите измерения, очите ви на линоид са фиксирани завинаги в едно положение, като всяко е вторачено в едномерната далечина. Това не е анатомично ограничение на вашето ново тяло. Вие и всички останали линоиди разбирате, че понеже Линландия има само едно измерение, просто не съществува друга посока, в която могат да гледат вашите очи. Протежението на Линландия се изчерпва с напред и назад.

Можем да продължим да си представяме живота в Линландия, но бързо разбираме, че той не е особено интересен. Например, ако от едната ви страна има друг линоид, представете си как ще изглежда това - вие ще виждате едното му око - обърнатото към вас, - но за разлика от човешките очи, това око ще бъде просто една точка. Очите в Линландия нямат характерни особености и не изразяват чувства - просто няма място за тези познати ни свойства. Нещо повече, вие сте осъден вечно да гледате точката-око на вашия съсед. Ако искате да го подминете и да изследвате Линландия от другата страна на неговото тяло, очаква ви голямо разочарование. Той изцяло "блокира пътя" и в Линландия не съществува място, за да го заобиколите. Последователността на линоидите, които са разпръснати по протежението на Линландия, е фиксирана и непроменлива. Колко скучно!

Няколко хиляди години след явяване на бог в Линландия един линоид на име Калуца К. Лайн (на английски линия е "лайн") предлага известна надежда за потиснатите си сънародници. Неизвестно дали поради божествено вдъхновение, или заради раздразнение от години зяпане на окото-точка на съседа си, той казва, че може би Линландия съвсем не е едномерна. Според неговата хипотеза Линландия всъщност е двумерна, като второто пространствено измерение е много малко кръгово измерение, което все още не е открито директно, защото има толкова малко пространствено протежение. И той продължава да обрисува картината на един съвършено нов живот, стига това навито измерение да можеше да увеличи размера си - нещо, което поне теоретично е възможно според неотдавнашната работа на неговия колега Лайнщайн. Калуца К. Лайн описва вселена, която изумява вас и вашите другари и изпълва всички с надежда - вселена, в която линоидите могат да се движат свободно един покрай друг, използвайки второто измерение: краят на пространственото робство. Ние разбираме, че Калуца К. Лайн описва живот в "удебелена" вселена маркуч.

Ако кръговото измерение наистина се увеличи, като "надуе" Линландия до вселена маркуч, вашият живот ще се промени коренно. Да вземем например вашето тяло. Като линоид всичко между вашите очи съставлява вътрешността на вашето тяло. Така че очите ви играят за вашето линейно тяло същата роля, каквато кожата за обикновеното човешко тяло. Те представляват бариера между вътрешността на тялото ви и външния свят. Лекар в Линландия може да стигне до вътрешността на тялото ви само като  пробие неговата повърхност - с други думи "хирургията" в Линландия се прави през очите.

Но сега си представете какво става, ако Линландия наистина има тайно, навито измерение ала Калуца К. Лайн и ако това измерение се разшири до достатъчно голям за наблюдение размер. Сега всеки линоид може да погледне тялото ви под ъгъл и така да види направо неговата вътрешност. Чрез това второ измерение лекарят може да оперира тялото ви, като действа направо върху вашата извадена на показ вътрешност. Колко странно! С времето линоидите със сигурност ще развият подобна на кожа обвивка, която да защитава оголената вътрешност на телата им от контакт с външния свят. Нещо повече, те несъмнено ще еволюират до същества, които имат не само дължина, но и ширина: плоскоиди, които се плъзгат по двумерната вселена маркуч. Ако кръговото измерение стане много голямо, тази вселена ще има близка родствена връзка с Плоскандия на Абът - въображаем двумерен свят, на който Абът придава богата култура и дори сатирична кастова система на базата на геометричната форма. И докато ни е трудно да си представим нещо интересно да се случва в Линландия - просто няма достатъчно място, - животът във вселената маркуч е изпълнен с възможности. Преходът от едно към две наблюдаеми големи пространствени измерения е драматичен.

Идва ред на рефрена - защо да спираме дотук? Тази двумерна вселена може всъщност да има навито трето измерение, така че тайно да е тримерна. Ако кръговото измерение се разшири, едно двумерно същество ще се озове в съвсем нов свят, където движението не е ограничено само в посоките ляво-дясно и напред-назад покрай удължените измерения. Сега съществото може да се движи и в трето измерение - посоката "горе-долу" по обиколката на кръга. Всъщност, ако третото измерение стане достатъчно голямо, това би могло да бъде нашата тримерна вселена. Понастоящем не знаем дали и трите наши пространствени измерения продължават до безкрайност, или някое от тях се завива обратно в себе си под формата на гигантски кръг, далеч отвъд обхвата и на най-мощните ни телескопи.

Но отново прозвучава рефренът - защо да спираме дотук? Това ни отвежда до идеята на Калуца и Клайн - че нашата тримерна вселена може да притежава непредвидено навито четвърто пространствено измерение. Ако тази изумителна възможност или нейното обощение за множество навити измерения са верни и ако тези навити измерения могат да се разширят до макроскопични размери, досегашните ни примери с по-малко измерения показват ясно какви огромни промени ще настъпят. Колкото и да е изненадващо, дори и тези допълнителни измерения да останат завинаги навити и малки, самото им съществуване има дълбоки последици.

Брайън Грийн, "Елегантната вселена"

петък, 17 декември 2010 г.

Eволюция на Tetrapoda през Девон (част 2).

Elpistostege watsoni

Когато Стенли Уестъл описва първия намерен фосил на Elpistostege през 1938 г., той го определя като ранно земноводно. След откриването на допълнителни вкаменелости (покривни елементи от черепа) през 1970 г. и през 80-те обаче бива установено, че е сравним повече с Panderichthys. Elpistostege се различава от Panderichthys главно по по-дългата си муцуна, малките и по-заоблени орбити, и малко по-различен тип и пропорции на покривните кости в черепа. Преразглеждането на Elpistostege, базирано на тези нови находки, довежда Ханс-Петер Шулце и Мариус Арсенолт до заключението, че Elpistostege и Panderichthys притежават редица характеристики, които са междинни по отношение на някои ръкоперки (напр. Eusthenopteron) и ранните четириноги.
Фосилите от Elpistostege са част от небезизвестните рибни съобщества от Мигуаша в Квебек. Дълго време считани за езерни депозити, днес е известно, че тези пластове са естуарни. Изключително богати са на гръбначни животни, от които най-известни са тези на Eusthenopteron foordii. Други гръбначни са безчелюстни бронирани риби (Escuminaspis), плакодерми (Bothriolepis и Plourdosteus), акантоди (Diplacanthus) и др.

Hynerpeton bassetti

Hynerpeton bassetti е първото четириного открито в С. Америка. Описан е на базата на раменни елементи от два индивида. Анатомичните особености (cleithrum и scapulocoracoid) свидетелстват за наличие на здрави мускулни връзки между раменния пояс и гръбначния стълб, както и силни мускули за разтягане, свиване и повдигане на предните крайници. Тези характеристики показват, че предните крайници на Hynerpeton са били по-способни да поддържат телесно тегло и евентуално да осигуряват наземно придвижване, отколкото при други къснодевонски четириноги. Съществуват някои общи по-напреднали характеристики с Tulerpeton - познато от Русия четириного, често считано за къснодевонската форма, която е най-сходна с карбонските сухоземни четириноги. Една обща черта е липсата на данни за наличие на хрилни пластинки, т. е. и при двете групи липсват вътрешни хриле. От друга страна cleithrum и scapulocoracoid при Tulerpeton са отделни, докато тези на Hynerpeton показват по-примитивно, смесено устройство.

Ichthyostega spp.

Повторното проучване на съществуващи изкопаеми екземпляри е често срещана практика при изследването на ранните четириноги. Често се случва преразглеждането на даден елемент (най-често долна челюст) да доведе до преместването на таксона от групата на ръкоперките в групата на четириногите. Точно обратното, Ichthyostega са смятани за по-напреднали тетраподи още при първоначалното им описване през 1930 г. Въпреки това останките са подложени на няколко последователни преразглеждания.

Множество видове Ichthyostega са открити в горнофаменски пластове в източна Гренландия от 1929 г. насам, а през 1939 г. Гунар Содербърг заключава, че общо останките принадлежат на три вида Ichthyostega и четвърти вид, принадлежащ към Ichthyostegopsis (I. wimani). Оттогава останките се определят различно - или в три отделни вида (Ichthyostega eigili, I. stensioei и I. watsoni) или те се приемат като синонимни, в който случай само един е валиден (I. stensioei). Едно скорошно изследване, проведено от Хенинг Блом,  преодолява много от стратиграфските противоречия на различните източници и заключава, че и трите вида (Ichthyostega eigili, I. stensioei и I. watsoni) са представени в колекциите. Повечето от морфологичните проучвания в тази насока са извършени върху Ichthyostega stensioei.

Първата реконструкция на Ichthyostega е публикувана през 1955 г. от Яврик. Той представя едно по същество сухоземно четириного, притежаващо белези на своите предци риби, най-вече перкоподобната опашка. Притежава силно вкостен и недобре диференциран гръбначен стълб, здрави крайници и пояси, задният крайник притежава пет пръста, а неизвестния преден крайник е изобразен условно. Най-забележителните характеристики представени от Яврик са перкоподобната опашка и странните ребра. Тези ребра са тесни в дисталната и проксимална част, но са силно разширени в средата и до голяма степен се припокриват със съседните ребра. Предполагал е, че тази уникална анатомия е предпазвала белите дробове, когато торсът на животното не е бил във водата, а също така е ограничавало страничното огъване на тялото при придвижване.

През 90-те години нови проучвания налагат преразглеждане на реконструкцията на Яврик. Ichthyostega се определят главно като водни четириноги, въпреки че някои вероятно са можели да изпълзяват на брега. Задните крайници са по-малки в сравнение с изобразените и са служили по-скоро като гребла, не крака. Освен това вместо по пет пръста крайниците са притежавали по седем. Благодарение на новите находки и по-пълен достъп до съществуващи колекции Алберг и Кларк предлагат нова, радикална интерпретация на Ichthyostega. Главата е малко по-малка и опашката по-къса, а раменният пояс по-голям, но най-забележителни разлики се наблюдават в гръбначния стълб и ребрата. Все още се отличава припокриване на ребра, но по-малко на брой и на по-къса дължина, отколкото при реконструкцията на Яврик. Гръдните ребра продължават да формират своеобразен корсет, който вероятно защитава белите дробове, но ребрата в шийната и лумбалната област са значително редуцирани и най-вероятно фунцията им е била да ограничават страничното огъване на тялото. Невралните дъги показват значителни различия във формата и ориентацията си по дължина на гръбнака. Информацията за невралните дъги във вратната и опашната област е слаба. Тази реконструкция на Алберг и др. също има своите критици. Те отбелязват, че така представената диференциация на гръбначния стълб не се наблюдава при нито едно по-ранно четириного. Други смятат, че тя се появява чак при някои влечуги от Перм и Триас.

Забележителната морфология произтичаща от тази реконструкция кара специалистите да допуснат, че Ichthyostega може би са развили уникално придвижване на сушата (или в плитки води), подобно на днешните тюлени (или по-червейоподобно). (Макар че тюлените не притежават необичайната гръбначна морфология на тези ранни четириноги.) Ichthyostega са били сравнително едри животни. Черепните характеристики са по-рибоподобни в сравнение с тези на други ранни четириноги (напр. Acanthostega и Ventastega). Последни изследвания на ушната камера показват, че Ichthyostega са притежавали уникално приспособени уши, използващи въздушни камери за да слух под водата.

Раменният пояс на Ichthyostega като цяло е по-добре развит и по-добре адаптиран за излизане на сушата в сравнение с Acanthostega и значително по-слабо развит в сравнение с тези при Tulerpeton и Hynerpeton. Водеща роля при дишането играе белият дроб, а свидетелства за наличие на вътрешни хриле не са намерени. Предните крайници на  Ichthyostega са по-груби от тези на Acanthostega и може би са били в състояние да поддържат част от телесното тегло. Раменните стави са били относително подвижни, но лакътната става предоставя ограничено придвижване напред-назад. Не е известно дали животните са притежавали китки. Тазът е голям и добре свързан с гръбначния стълб. Задните крайници са значително по-малки от предните и вероятно са функционирали повече като гребла. Колянната става е относително гъвкава, но не съществуват данни за наличие на глезенна става. Има седем пръста.

Трите вида Ichthyostega са колекционирани от три местности в източна Гренландия, изградени от две фаменски формации (Ейна Дал и Брита Дал), стратиграфски разделени от 100-150 метров сив слой (формация  Wimans Bjerg), в който фосилните находки са изключително редки. Малкото седиментоложка информация показва, че Ichthyostega са обитавали потоци; тектониката на региона показва, че релефът е бил планински. Рибите, често откривани в същите слоеве, включват Remigolepis (плакодерм) и Holoptychius (ръкоперка). Находките от Ichthyostega и Acanthostega са открити в едни и същи депозити, но очевидно не принадлежат към едни и същи хоризонти. Времевото и екологично разделяне между тези две ранни четириноги е неясно. Скелетните различия между Ichthyostega и Acanthostega сочат, че те са водели и доста различен начин на живот. Предполага се, че Acanthostega са били изключително водни животни, докато Ichthyostega може би са изпълзявали на брега.

сряда, 15 декември 2010 г.

Еволюция на Tetrapoda през Девон (част 1)

До 1980 г. фосилните находки от ранни четиритоги са били ограничени в рамките на Ichthyostega - къснодевонски род, известен от находища в източната част на Гренландия. Но след 1987 г. находките се увеличават драстично, както и такива на девонски (фаменски) риби, предшественици на четириногите. Тези находки заедно с откритията в други научни дисциплини са причина за едно ново, по-съвременно разбиране за еволюцията на четириногите. Вместо да се разглежда преминаването от водни риби към сухоземни четириноги, с новия подход се разглеждат и двата процеса - прехода от риби към четириноги и преминаването от водна към сухоземмна среда.

Едни от най-важните находки, имащи отношение към новото разбиране за еволюцията на четириногите, са тези на Acanthostega от края на 80-те и началото на 90-те години на миналия век. Покривни кости от череп на Acanthostega са открити още през 1933 г. от Гунар Содърбърг и Ерик Яврик, но важността им не е отчетена преди откриването на допълнителните находки през 1987г. от Джени Кларк. Заедно с Майкъл Коутс те установяват, че това е едно очевидно четириного животно, което обаче не е достатъчно, за да бъде определено като сухоземно. Крайниците му са били подходящи единствено за да поддържат част от собственото тегло, а китки отсъстват. Въпреки това се наблюдават добре развити пръсти - на предни и задни крайници. Изненадващо предните крайници притежават осем пръста (вместо очакваните пет), а задните седем. Допълнителни характеристики на гръбначния стълб, ребрата, таза и опашката потвърждават идеята, че Acanthostega не биха били в състояние да поддържат теглото си на сушата. Възможно е подобно на днешните делфини и китове Acanthostega вторично да са изгубили скелетните характеристики необходими за живот на сушата. Тази възможност обаче е в противоречие с наличието на вътрешни рибоподобни хриле (дишат също така и с бял дроб). Acanthostega със своите крайници, характеристики на таза и различни други функции е едно типично живонто, което не е било в състояние да напуска водната среда.

Неочакваните характеристики на Acanthostega са довели до преразглеждането на род Ichthyostega от Пер Алберг, Дженифър Кларк и Майкъл Коутс. Предните крайници на Ichthyostega са по-груби от тези на Acanthostega и изглежда са били в състояние да поддържат предната половина на тялото. Задните крайници обаче вероятно са функционирали повече като гребла, отколкото като крака. Подобно на Acanthostega са притежавали седем пръста на задните си крайници, но няма следи от вътрешни хриле.

Работата по Acanthostega и последвалите изследвания на Ichthyostega подновяват интереса и към други къснодевонски четириноги. Това става повод за преразглеждане на вече известни групи, например Tulerpeton, както и за откриването на нови такива, например Hynerpeton. Освен това по-доброто разбиране на анатомията на ранните четириноги улеснява повторната оценка на разнообразни музейни екземпляри, първоначално определени като ръкоперки, например Elginerpeton и Ventastega. Находките от тези четириноги са значително по-непълни от тези на Acanthostega и Ichthyostega. От тях Tulerpeton и Ventastega са най-добре представени. Останалите обикновено са представени от един или само няколко отделни елемента, въпреки че някои от тези елементи могат да бъдат особено информативни.

Следствие от новите находки от къснодевонски четириноги е и по-доброто разбиране на палеонтолозите за еволюцията на техните най-близкородствени риби - Panderichthys и Elpistostege. Тези къснодевонски риби споделят редица характеристики с ранните четириноги. В действителност изкопаем череп на един от тези видове, Elpistostege, първоначално е бил класифициран като четириного, макар че се различава от тях по ключови характеристики. Съвсем наскоро (2006г.) откритието на друга четириногоподобна риба, Tiktaalik, значително обогатява разбиранията за прехода от ръкоперки към четириноги. Този вид показва характеристики, които са междинни за Panderichthys и къснодевонските четириноги. Времевият период между тези четириногоподобни риби и четириноги като Acanthostega и Ichthyostega е около 10-15 млн. години. Но има една празнина във фосилните записи от около 15 млн. години след края на Фамен, след която се наблюдава изключително разнообразие от находки на водни и сухоземни четириноги.

Най-ранните останки на четириноги са открити в Еврамерика - палеоконтинент, състоящ се от днешните Северна Америка, Прибалтика, Северна Англия и Европейска Русия. Изключение са находките от Австралия - Metaxygnathus - която е била локализирана в другия край на Гондвана, както и тези от Китай - Sinostega - разположен по това време на север от източната част на Гондвана. Дали това биогеографско разпространение е резултат на пристрастност при взимане на пробите, или има други причини, засега не е известно. Но всички местообитания на ранни четириноги се характеризират с тропичен до субтропичен климат. Освен това, с изключение на Tulerpeton и вероятно Jakubsonia, които са открити в естуарни депозити, всички къснодевонски четириноги, както и фаменските риби Panderichthys и Elpistostege, са обитавали сладководни басейни. Тези сладководни басейни и околните им пейзажи са претърпели значителна трансформация. Суровата, неплодородна и нестабилна сладководна среда, както и сухоземните местообитания през среден Силур дават път на онези видове, които се адаптират към появата и еволюцията на висшите растения.


Acanthostega gunneri

Черепни покривни кости от Acanthostega gunneri са открити за първи път във фаменски депозити от източната част на Гренландия (на 360 млн. години) през 1933 г., описани и именувани през 1952 г. от Ерик Яврик. Допълнителни фосилни останки са открити по време на геоложка експедиция през 1970 г., но те потъват в неизвестност, преди да бъдат преоткрити от Дженифър Кларк. По време на експедиция водена от Кларк и Алберг през 1987 г. са намерени няколко изключително добре запазени екземпляра. Изобилието и качеството на останките от Acanthostega ги правят едни от най-добре проучените ранни четириноги. След изследването на тези останки Кларк и Коутс съобщават за няколко забележителни находки, които налагат промяна в разбирането ни за ранните четириноги. Преди тези находки повечето учени приемат, че развитието на крайниците и ходилата е провокирано от излизането на сушата. Кларк и Коутс обаче описват едно от най-ранните четириноги, което е било неспособно за живот на сушата. То има добре обособени пръсти (на предни и задни крайници), но не и китки или глезени. Има сравнително дълги кости на крайниците, които обаче не са способни да поддържат голяма тежест. Тазът също не е бил способен да поддържа голямо тегло, тъй като е бил не така здраво прикрепен към гръбначния стълб.  Здравото прикрепване всъщност не би помогнало така или иначе, доколкото структурата на гръбначния стълб се е базирала основно на нотохордата, а не на поредица от взаимносвързани, гъвкави прешлени. Гръбнакът е бил добре приспособен за справяне с механичното натоварване при плуване, но почти безполезен за поддържане на тегло на сушата. Освен това тънките и къси ребра не са били в състояние да предпазват жизненоважните органи. Acanthostega са притежавали и опашка, която е била обградена с дълга костна перка. Накратко, имали са опашка подходяща за плуване, гръбначен стълб на риба и лопаткоподобни крайници.

Предимно (ако не и изключително) водният начин на живот на Acanthostega се потвърждава и от наличието на вътрешни хриле. (Свидетелства за наличие на вътрешни хриле са например костните хрилни дъги. Всички хрилнодишащи земноводни от Карбон до наши дни притежават външни хриле.) Други характеристики, потвърждаващи водния начин на живот са устройството на стремето (кост, която еволюира в средното ухо при сухоземните четириноги) и запазването на сензорната странична линия, срещаща се и при днешните риби. Малките рибоподобни ноздри на Acanthostega вероятно са били използвани за обоняние под водата, въздухът изглежда е бил транспортиран до белия дроб на глътки.

Въпреки че Acanthostega притежават много рибоподобни характеристики, те все пак са притежавали крака, а не перки. Техните крака също преобръщат разбирането ни относно еволюцията на крайниците на ранните четириноги. Ранните схващания, че първите четириноги са притежавали по пет пръста, са базирани основно на необосновани допускания и асоциации, но Acanthostega имат по осем пръста на предните, и по седем или осем пръста и на задните си крайници. Последвалите анализи показват, че най-малко още две други групи ранни четириноги, Ichthyostega и Tulerpeton, също са притежавали по повече от пет пръста.

Със своята комбинация от характеристики на риби и четириноги Acanthostega пораждат разнообразни спекулации относно палеоекологията и еволюцията на ранните четириноги. Крайниците им биха били много полезни като перки в плитки, изпълнени с водна растителност и дървесни отпадъци води. Такива плитки води могат да бъдат разнообразни влажни зони, разливи на реки или заливни терени. Acanthostega също така притежават защитна покривка от продълговати яйцевидни люспи на коремната страна, но не и на останалата част на тялото. Това вероятно е защита от абразия по време на движение.
Останките на Acanthostega са откривани в речни депозити, където вероятно са живеели. Достигали са до около 60 см. на дължина.


Densignathus rowei

Densignathus rowei е второто четириного открито в Ред Хил, Пенсилвания. Първото е Hynerpeton bassetti, както и един изолиран, несистематизиран все още екземпляр (ANSP 21350). Находката от денсигнатус представлява единична долна челюст. Тя е доста груба и притежава смесица от характеристики, някои от които предполагат по-напреднало развитие (частично затворен долночелюстен канал), докато други - по-примитивен рибоподобен статус (наличие на короноидни зъби).

Elginerpeton pacheni

Находките на Elginerpeton pancheni са намерени в Шотландия. Първоначално са били идентифицирани като "неизвестен саркоптериг", а преразглеждането им в началото на 1990 г. от Пер Алберг показва, че принадлежат на ранно четириного. Всъщност Elginerpeton и близкородствените  Obruchevichthys са най-ранните четириноги, известни от фосилни находки. Останките включват фрагменти от рамо и таз, фемур, тибия и части от горна и долна челюст. Предполага се, че животните са достигали 1,5 метра на дължина.

Челюстите притежават смесица от характеристики на четириноги и къснодевонски риби. Тазът и крайниците имат сходни черти с Ichthyostega, докато раменният пояс е сходен повече с този на Hynerpeton или Tulerpeton. За съжаление не са открити крака (или рибоподобни перки). Следователно не е съвсем ясно дали Elginerpeton са по-близкородствени с Panderichthys или с другите ранни четириноги. Освен това Elginerpeton и техните съвременници Obruchevichthys притежават някои уникални характеристики, които ги отделят от фаменските четириноги. Предната част на черепа е много по-тясна, а общата му дължина е много по-голяма. Obruchevichthys и Elginerpeton вероятно представляват отделни, кратко съществували разклонения, които се отделят преди появята на останалите четириноги.

понеделник, 29 ноември 2010 г.

Atheism vs. Religion

Ето едно кратко изложение на религиозни ритуали и практики, чрез които се засвидетелства обич и страхопочитание пред боговете. Нека видим на какво са способни да се подложат някои хорица в името на несъществуващото.

№1 Храмовото бельо.

Това са вид долни дрехи, които мормоните считат за свещени. Те са единствения вид бельо, което им е разрешено да носят. Може да е постно на вид и отблъскващо, без всякакъв стил и вкус, но по него са изписани специални символи, които предпазват вярващия от огън, наранявания, всякакви зли сили, включително и от... изкушенията. При вида на въпросното бельо постигането на последното не е чак толкова учудващо, въпреки онази приказка за забранения/скрития плод, който бил най-сладък. Така или иначе, това си е един от най-странните начини да засвидетелстваш отдадеността си на боговете - като забраниш на влюбените да си... оберат плодовете, както им е угодно :)

№2 Екзорсизъм.

Това е ритуална практика, с която се прогонват злите духове и демони, които понякога се вселяват в определени места, предмети, животни и дори хора. Застъпена е в много религии по света, но най-популярен и организиран е католическият екзорсизъм. Извършва се от свещеници, разбира се, които единствено са достатъчно компетентни да се занимават с божиите дела на земята. Най-общо казано това е замяната на една мания (обсебването от демон) с друга такава (обсебването от Бог). Т.е. вместо болният да получи адекватна помощ, той бива подложен на безмислени, а често и с летален изход процедура. Има си дори правила, които екзорсистът трябва да спазва. Едно от тях гласи: " Екзорсистът трябва да е сигурен, че има наистина работа с обладан от дявола, а не болен от психическа болест", сякаш има разлика между двете.


№3 Ритуално обрязване.

Представлява генитално осакатяване на жени и малки момичета. Това е операция по отстраняване на клитора, което води впоследствие до непълноценен сексуален живот, болезнена и проблемна менструация, проблеми при уриниране и много други. Всъщност операция е силно казано, защото се извършва в домашни условия от някоя "опитна" баба в селото. Практикува се от последователи на Исляма и законите на шериата най-вече в Африка и Индонезия. Наблюдава се много висока смъртност, а в цивилизованите страни, естествено, е наказуема.


№4 Парад на вегетарианството.

Тези празненства се провеждат ежегодно на тайландския остров Пукет. Вегетариански, вегетариански... колко да са вегетариански? Съпътствани са от така наречените ритуали за пречистване, по време на които екзалтирани мъже и жени пронизват части от тялото си с ножове, шишове, игли, кой каквото има под ръка. Вярват, че така гонят злото от телата си, че не е възможно да се получат усложнения от тези интервенции, защото те, все пак, предоставят плътта си на боговете.


№5 Ритуали за възмъжаване в Папуа Нова Гвинея.

Този ритуал се изпълнява в някои племена в Папуа Нова Гвинея. Нека отбележим, че там мъжете живеят отделно от жените, заради вярвянето, че могат да се "заразят" от тях и да се превърнат в хомосексуалисти. В ранна възраст (около 5 години) на всички момчета се изпълнява следната процедура - с остра пръчка се бърка дълбоко в носа им, докато не започнат да кървят обилно. След това те пият тази кръв, която наричат "мъжко мляко", като превенция срещу хомосексуализма. След дългогодишно повтаряне на този ритуал на момчетата се разрешава все пак да се оженят, но след всеки сексуален акт се къпят и търкат обилно с кал, за по-сигурно.


№6 Ритуал за възмъжаване в Уганда.

С този ритуал в Уганда се отбелязва навлизането на младите момчета в пубертета. И какво по-подходящо от това да им завържат камъни за пенисите. И така поне до 18 годишнината им, като камъните междувременно се подменят с все по-тежки. В резултат на това в края на този период младите мъже могат вече да носят с пенисите си тежести до 10 килограма! Всичко това естествено ги удължава до умопомрачителните... 45 сантиметра! Е, да, но поради насилственото удължаване настъпват увреждания и ерекцията става невъзможна. Кофти. Всъщност размерите им стават толкова огромни, че въпросните африканци ги завързват на възел или ги увиват около кръста си.






№7 Ритуалът Нагол.

Нагол или Н'гол (на кого му пука) е ритуал, с който приключва сезона на жътвата във Вануату, което пък означава, че е време да се благодари на боговете. Представлява скачане от поне 25 метрова кула с главата надолу и вързани за краката лиани. Дължината на лианите трябва да е така добре изчислена според височината на скачащия, че главата му да докосне (макар и едве-едве) земята. Това означава, че реколтата през следващата година ще е добра и сами разбирате, че е много важно. Повечето от тях предпочитат да рискуват с по-дълго въже и съответно счупен врат, отколкото с лоша реколта по тяхна вина. Всъщност, не само мъжете изпълняват този ритуал, но и младите момчета, които пък с това си свалят гаджетата. Е това са то "трудни жени".
№8 Хвърляне на бебета от покрив.
Изпълнява се в Индия и представлява точно това, което чувате - хвърляне на бебета от високи сгради. Много дивашко! Дечицата се овесват от ръба на покрив, на около 50 метра височина, след това се хвърлят, а долу тълпата ги улавя в платнище. Не мога дори да си представя шока, който изпитват. Вярва се, че това ще донесе късмет на семейството и дълъг живот на детето. Е, ако оцелее...


№9 Флагелантство.
Флагелантството (или самобичуването) е религиозна практика, водеща началото си от мрачните ХІІІ-ХІV в. Включва публично самобичуване, като целта е да се постигне изкупление и пречистване от греховете. Днес най-често се практикува от шиитите при религиозни шествия. По време на техния празник Ашура (в Ирак), например, хиляди поклонници излизат на площада в Кербала и изпълняват кървава церемония в израз на съпричастност към трагичната съдба и мъчителна смърт на Имам Хюсеин през 680 г. За да изразят разкаянието си, че не са спасили Хюсеин, мъжете се самобичуват с вериги или самонарязват с ножчета телата и главите си. В шествието, прекосяващо града към лобното място на Хюсеин, участват мъже от всички възрасти, дори малки момчета.
№10 Страстната седмица във Филипините.
Случва се през сезона на така наречените "велики пости". Страстната седмица символизира последните дни на Исус  преди разпъването му на кръста. И подобно на иракските си събратя, много филипинци се вживяват твърде в тази история, и в знак на съпричастност към мъченическата смърт на своя бог, те се самонараняват по най-разнообразни начини, повечето от които напомнят сюжети от Новия завет. Най-разпространено е разпъването на кръст, като ръцете и краката се пробождат с пирони, както си му е редът. Други пък предпочитат да се отъркалят по легло с тръни. Кой както го предпочита, важното е да бъде достатъчно мъчително, но и зрелищно. Все пак и публика има.
Не ни остава нищо друго освен да въздъхнем - ех, колко безсмислени болки, напразни мъчения и лишения можеше да си спестят хората, ако не бяха изобретили религиите! След всичко казано дотук (а има и мнооого още), е повече от очевидно, че за човечеството прогрес означава атеизъм.

събота, 27 ноември 2010 г.

Грешките в науката.

Вярвате или не, учените не винаги са прави. Издигнали сме ги на пиедестал, смятаме ги за непогрешими... Но те са преди всичко хора и не е редно да очакваме от тях да са перфектни. В повечето случаи обаче науката се самопречиства от грешките. Да, такива е имало, вероятно ще има за в бъдеще. Но по-важното е, че те не остават премълчани, потулени, а съответно и непоправими, както става в много други области (пример - религията). Именно затова от позицията на времето повечето от тях са се превърнали в забавни спомени от зората и развитието на научната мисъл. Нека видим някои.
Алхимията. Идеята, че е възможно да превърнем олово в злато, може би ви изглежда налудничава от съвременна гледна точка, но върнете се назад във времето и си представете, че живеете в древни или поне средновековни времена. Представете си също, че никога не сте учили химия на гимназиално ниво и не знаете нищо за елементите, атомните числа или периодичната система. Сега си представете, че наблюдавате химически реакции, които изглеждат много внушителни: веществата променят цветовете си, хвърчат искри, експлодират, изпаряват се, стопяват се,  отделят странни аромати - и всичко това пред очите ви. Естествено, ще решите, че щом химията може всичко това, значи е разумно да очаквате, че може да превърне и един обикновен, сив, прост метал в бляскав, златистожълт такъв, нали? С надеждата да получат всичко това учените са търсили митичния философски камък - субстанция, за която са вярвали, че може да увеличи магическите им способности. Те също така са прекарвали много време и в търсене на елексира на живота. Никога не го откриват, разбира се.
По-тежките предмети падат по-бързо. Един подвеждащ въпрос - дали по-тежките предмети падат по-бързо от по-леките? Днес всички знаем, че не е така, но е някак разбираемо защо Аристотел е стигнал до погрешно заключение. Никой преди Галилео (в края на 16 век) обаче не е тествал това. Мисля си, че той най-вероятно не е пуснал тежестите от наклонената кула в Пиза, както разказва легендата, но по-важното е, че извършва експеримента за целите на собствената си теория - че гравитацията ускорява всички обекти с една и съща стойност. През 17 век Исак Нютон отива стъпка по-далече, описвайки гравитацията като привличащата сила между две тела. На Земята най-важна е привличащата сила между много масивния обект - нашата планета - и всички останали обекти разположени на нея. Няколко години по-късно теорията на Алберт Айнщайн ще ни отведе в съвсем нова посока, разглеждайки гравитацията като изкривяване на пространство-времето, което телата причиняват. Но това не е всичко. Днес учените се опитват да намерят една обща теория, която включва гравитацията и работи еднакво добре както на макро, така и на микро ниво, а дори и на субатомно такова.

Флогистон. Моля? Никога не сте чували за флогистон? Е, не се упреквайте прекалено, защото той така или иначе не съществува. Предложен е през 1667 г. от Йохан Бехер като още един от основните елементи (другите са: вода, земя, въздух, огън, а понякога и етер). Флогистонът сам по себе си не е огън, но е карал нещата да горят. Бехер смята, че всички горими вещества притежават флогистон, като в процеса на горене го освобождават. И така учените започват да използват тази нова теория, за да обясняват огъня и горенето: защо нещата горят (трябва да освободят съдържащия се в тях флогистон), защо огънят се нуждае от въдух (въздухът вероятно абсорбира флогистона), защо дишаме (за да се освободим от съдържащия се в телата ни флогистон)... Днес знаем, че процесът дишане доставя кислород на тъканите ни, че веществата се нуждаят от кислород, за да горят и че флогистонът просто не съществува.
След оран винаги следва дъжд. Де да беше толкова лесно. Всъщност е шокиращо, че човечеството доскоро е поддържало схващането, че чрез земеделие земята може да стане (ако не е) плодородна. Така ли пък никой не се е огледал, за да види, че земеделието в сухите области не е направило много? Толкова за методите на наблюдение. Всъщност тази погрешна теория (много популярна по време на заселването на Америка и Австралия) е поддържана толкова време отчасти защото понякога наистина е работела... или поне така е изглеждало. Днес обаче знаем, че не оранта носи дъжда, климатичните условия го правят. Сухите територии (като американският запад, например) минават през дълги периоди на засушаване, последвани от по-дъждовни години. Ако чакате достатъчно дълго, да, ще доживеете няколко по-влажни такива. Но има един проблем - след още няколко години дъждовният период отминава и отново настъпва суша, независимо какво правите.
Земята е на само 6000 години. Някога, преди мнооого лета, Библията е била считана за научна книга. Сериозно. Хората просто са приемали, че е вярна, дори когато не са виждали особен смисъл в написаното. Да вземем възрастта на планетата като пример. През далечния 17 век един религиозен учен се захваща с отговорната работа да преброи всички поколения в Библията и стига до заключението, че Сътворението се е случило през 4004 г. пр. н. е. И като добавите още приблизително 2000 години, които го делят от 18 век, ще получите има-няма 6000 години.  Днешните проучвания, базирани на датирането с радиоактивни изотопи, определят възрастта на Земята на приблизително 4,5 млрд. години. Всъщност още през 19 век учените започват да осъзнават, че  ако геологичните процеси са толкова бавни, колкото показват проучванията им и ако Дарвин е прав за еволюцията (която също е изключително бавен процес), Земята трябва да е много по-стара, отколкото са предполагали. Откриването на радиоактивния разпад в началото на 20 век в крайна сметка доказа правотата на тези им предположения.
Атомът е най-малката неделима частица. Истината е, че хората в древни времена не винаги са били чак толкова глупави, колкото понякога изглежда. Идеята, че материята е съставена от по-малки отделни единици (атоми) съществува от хиляди години - но на идеята, че съществува нещо по-малко и от атома й е по-трудно да се появи. Поне не и преди началото на 20 век, когато физици като Томпсън, Ръдърфорд, Чадуик и Бор слагат ред в света на физиката на елементарните частици: протони, електрони и неутрони, и как те изграждат атома. Оттогава до днес сме изминали дълъг път: през харизматичните кварки и Хигс бозона до анти-електрони, неутрино и мюони.
ДНК не е от такова значение. ДНК е открита през 1869 г., но дълго време е оставала недооценена нейната роля: вършила е цялата работа без никакво признание, винаги в сянката на много по-интересните протеини. Дори след като в средата на 20 век експериментално е потвърдено, че ДНК всъщност представлява генетичния материал на клетката, много учени продължават да твърдят, че протеините, а не ДНК, са ключът към наследствеността. Смятали са, че ДНК е твърде просто устроена, за да носи толкова много информация. Чак след като Уотсън и Крик публикуват своя двойно спирален модел на структурата на ДНК през 1953 г., биолозите започват да разбират как така една толкова проста по състав молекула може да прави толкова много. Предполагам, че са сбъркали елегантността с простотата.
Земята е център на Вселената. Доста показателно за огромното колективно его на човечеството. Геоцентристкият (и очевидно погрешен) модел на Слънчевата система на астрономът от 2 век Птолемей не просто оцелява някакви си 20-30 години, а доминира повече от хилядолетие. Едва 1400 години по-късно, през 1543 г., Коперник публикува своя хелиоцентричен модел. Коперник, разбира се, не е първият, който забелязва, че всъщност ние обикаляме около Слънцето, но неговата теория е първата, която получава подкрепа. Повече от 90 години след публикацията му католическата църква е все още привързана към идеята, че ние сме в центъра на всичко, която достига своя връх при Галилео и неговата защита на коперниковите идеи. Старите навици умират трудно.
Кръвоносна система. Днес не е нужно някой да е доктор, за да знае колко важно е сърцето, но някога в Древна Гърция можехте да сте доктор и пак да нямате представа за това. В онези времена, доктори като Гален, например, вярвали (без майтап), че черният дроб (а не сърцето) движи кръвта (заедно с жлъчката и храчките), докато сърцето (съвсем сериозно) движи... жизнения дух (каквото и да е това). Човек се пита - ама как може толкова да са грешали?! Но става и по-лошо. Гален предполага, че кръвта се движи постъпателно напред-назад и се консумира от органите като гориво. Нещо повече, тази идея се утвърждава за много дълго време. Колко дълго ли? Чак през 1628 г. английският лекар Уилям Харви ни посвещава в тайните на сърцето със своя труд "Анатомични особености на движението на сърцето и кръвта при животните".

петък, 26 ноември 2010 г.

Биостратиграфия и ръководни вкаменелости.

Биостратиграфията е клон от историчната геология, в който за определянето на относителната възраст на отделни скални слоеве се използват съдържащите се в тях фосилизирани организми. Фосилите са много полезни в това отношение, защото слоеве, които са на една и съща възраст, могат да изглеждат абсолютно различни в зависимост от минералния им състав и условията, при които се е извършвало утаяването. Например, един слой може да е изграден предимно от глини и мергели, докато друг от варовици, но ако видовият състав на фосилните находки съдържащи се в тях е сходен, има голяма вероятност двата слоя да са на една и съща възраст.

Организмите, които се използват в биостратиграфията се наричат ръководни вкаменелости и са изключително разнообразни. Амонити, граптолити, археоциатиди и трилобити са едни от най-популарните в тази област. Микрофосили като акритархи, хитинозои, конодонти, динофлагелати, поленови зърна, спори и фораминифери също често биват използвани. За различните по възраст слоеве се използват различни фосили. Трилобитите, например, са много полезни за датиране на камбрийски пластове. Често биостратиграфските изследвания се основават на съобществата, не на отделните видове, тъй като това позволява по-голяма точност.

Фосилните находки се използват за определяне продължителността на отделните периоди, като повечето от периодите, които познаваме днес, завършват с масово изчезване на характерните организми или т. нар. фаунистичен обрат.

Колкото по-кратко е съществувал даден вид, толкова по-точно могат да бъдат датирани пластовете благодарение на него, така че бързоеволюиращите видове са по-ценни от тази гледна точка. Следователно най-добрите ръководни фосили са бързоеволюиращи, лесни за определяне до вид и са били широко разпространени. Т.е. ръководните фосили са такива организми, които имат малко вертикално и широко хоризонтално разпространение. Амонитите, например, отговарят на всички тези условия и са едни от най-често използваните ръководни фосили.

Други важни групи, които включват ръководни вкаменелости са корали, брахиоподи, трилобити и морски таралежи. Често се използват и фосилизирани зъби на бозайници. Макрофосилите имат предимството, че лесно се забелязват, макар да са по-редки, докато микрофосилите са по-често използвани от петролните изследователи и индустриите, интересуващи се от минерални ресурси, когато е необходимо да се определи точната възраст на скалните пластове.

Ето някои примери за ръководни вкаменелости, разпределени по период:

Viviparus sp.
Неозой. Ръководните вкаменелости характерни за тази ера се считат за последни. Тук са включени фосили от кватернер - Pecten gibbus, Neptunea tabulata (1,8 млн. год.), ранен плейстоцен - Viviparus glacialis (0,5 млн. год.), както и такива от терциер - Calyptraphorus velatus, и еоцен - Venericardia planicosta. Фосилите на Pecten gibbus, например, са идентични с някои черупки от миди, които се срещат и днес.
Мезозой. Ръководните вкаменелости от тази група биват кредни - Scaphites hippocrepia (145,5 до 65 млн. год.), Inoceramus labiatus; юрски - Perisphinctes tiziani, Nerinea trinodosa; триаски - Trophites subbullatus, Monotis subcircularis. Пример за група ръководни фосили характеризиращи мезозойската ера са амонитите, срещащи се от 65 до 245 млн. години.
 
Палеозой. Характерни за: пермски период - Leptodus americanus, Parafusulina bosei; пенсилвански период - Dictyoclostus americanus, Lophophyllidium proliferum; мисисипски период - Cactocrinus multibrachiatus, Prolecanites gurleyi; девон - Mucrospirifer mucronatus (416 до 359 млн. год.), Palmatolepus unicornis; силур - Cystiphyllum niagarense, Hexamoceras hertzeri; ордовик - Bathyurus extans, Tetragraptus fructicosus; камбрий - Paradoxides pinus, Billingsella corrugata (540 млн. год.), долен камбрий - Archeocyathids. Останките от трилобити, които са съществували през палеозойската ера преди 245 до 540 млн. години, съставляват половината от всички палеозойски фосили. Тези ръководни вкаменелости представляват морски безгръбначни с твърд екзоскелет и са чудесни маркери за камбрийския период. Изчезват преди около 250 млн. години през перм.
Реконструкция на долнокарбонски тропически риф, базираща се на фосилни находки.

вторник, 23 ноември 2010 г.

Динозаврите - факти.

Може би най-вълнуващият за широката публика раздел от палеонтологията е този, изучаващ динозаврите. От научна гледна точка изучаването на динозаврите е изключително важно, както за разбирането на причините довели до масовите измирания, така и за промените в биологичното разнообразие вследствие на климатичните и геологични промени в историята на Земята. Тези процеси продължават и днес. През последните десетилетия са натрупани много нови данни за динозаврите и схващането за тях като бавни, тромави зверове е коренно променено. Затова нека се опитаме да дадем отговор на най-често задаваните въпроси по отношение на динозаврите и да разсеем някои погрешни твърдения.

Кога динозаврите за първи път се появяват на Земята?
Най-старите фосилни останки от динозаври са намерени в Аржентина и Бразилия, и са на около 230 млн. години. Най-примитивният от тях, Eoraptor, представлява дребен месояден динозавър. Тъй като скелетът му показва някои специализации, възможно е да бъдат открити и по-стари представители.

Съществували ли са съвместно хора и динозаври?
Не! Хората се появяват приблизително 65 млн. години след измирането на динозаврите. Въпреки че дребни бозайници са се срещали по това време. Повечето палеонтолози са на мнение, че птиците са директни потомци на една група месоядни динозаври и всъщност представляват съвременните динозаври. Е, така погледнато въпросът може да получи и положителен отговор :)

Къде са живели динозаврите?
Динозаврите са били разпространени по всички континенти. В началото на "Ерата на динозаврите" (Триас, преди 230 млн. години) континентите, които познаваме днес, са били събрани в една обща суша - суперконтинента Пангея. През следващите 165 млн. години тези континенти бавно се разделят. Отделните части заемат приблизително съвременното си разположение, движени от процес, наречен тектоника на плочите. Вулканите, земетресенията, образуването на планините и океанското дъно са все следствия от този процес, който и днес продължава да променя планетата ни.

Всички динозаври ли са съществували по едно и също време?
Отделните динозавърски съобщества са били разделени както във времето, така и в пространството. "Ерата на динозаврите" (мезозой) включва три последователни геологични периода - триас, юра и креда. През всеки от тези периоди са живели различни видове динозаври. Например, юрският динозавър Stegosaurus е изчезнал 80 млн. години преди появата на кредния Tyrannosaurus. Тоест времевият период разделящ Stegosaurus и Tyrannosaurus е по-голям от този, който разделя Tyrannosaurus от нас, хората. Тъй като през триас е съществувала само една суша (Пангея), всички тогава съществували динозаври са били разпространени по нея. След разделянето на Пангея и раздалечаването на отделните континенти динозаврите се оказват под влияние на географска изолация, която в съчетание с локалните особености на средата задвижва процеса видообразуване.

Кой е бил най-големият динозавър? А най-малкият?
Най-големият известен ни динозавър е Brachiosaurus (или Giraffatitan brancai). Достигал е 23 метра на дължина и 12 метра височина. Откривани са фрагменти от крайници и прешлени на дори по-едри динозаври, но скелетите им са твърде непълни, за да бъде определен точния размер. Някои от тях (като например Argentinasaurus, Amphicoelias, Bruhathkayosaurus и др.) може би са били до два пъти по-едри от Brachiosaurus. Едни от най-дребните динозаври са били Epidexipteryx и AnchiornisAnchiornis е достигал 34 см. дължина и тегло 110 грама, а Epidexipteryx hui около 164 грама.

Колко вида динозаври познаваме?
Не се знае с точност, тъй като непрекъснато се откриват нови видове. Проучването и потвърждаването на някои от тях продължава. Те са систематизирани в около 500 рода (Stegosaurus, Diplodocus и др.). Според палеонтолозите предстои да бъдат открити поне още 700 до 900 рода динозаври. Много родове динозаври понастоящем съдържат само един вид (например, Deinonychus), докато други - повече (Iguanodon). Дори всички  публикувани дотук видове динозаври да бъдат потвърдени, техният брой пак си остава твърде малък в сравнение с днешните животински видове - около 1/10 от броя на известните ни видове птици, 1/5 от всички днешни бозайници и по-малко от 1/3 от описаните паяци.

Били ли са динозаврите топлокръвни животни?
По този въпрос има различни, често противоречиви становища. Някои палеонтолози смятат, че динозаврите са били ендотермни по абсолютно същия начин като днешните птици и бозайници: притежавали са бърз метаболизъм. Други считат за невъзможно който и да е динозавър да е притежавал такъв метаболизъм. Доста разпространено напоследък е схващането, че големите динозаври са поддържали постоянна телесна температура пасивно, благодарение на големите си размери, подобно на някои днешни морски костенурки. Възможно е някои динозаври наистина да са били топлокръвни, което се потвърждава от костната хистология и някои особености на респираторната и кръвоносната система. Но за категоричен отговор са необходими още изследвания.

С какво са се хранели динозаврите?
Някои динозаври са се хранели с гущери, костенурки, яйца, дори ранни бозайници. Част от тях са ловували други динозаври или са се хранели с мърша. Повечето обаче са били растителноядни (но не и тревопасни, тъй като тревите все още не са били еволюирали). В скалните пластове, съдържащи фосили на динозаври, са откривани също така полени, показващи съществуването на стотици хиляди растителни вида по това време. Въпреки че точният момент на поява на покритосеменните растения не е известен, последните от динозаврите със сигурност са имали и плодове на разположение.

Били ли са динозаврите социални животни?
Много видове динозаври са били социални. Някои находки свидетелстват, че те дори са мигрирали заедно (фосили на динозаври са откривани и на север от арктичната окръжност, където хранителните запаси трябва да са били сезонни). Откривани са също така струпвания от гнезда на хадрозаври.

Кога изчезват динозаврите?
Динозаврите изчезват преди около 65 млн. години (в края на креда), след като съществуват повече от 165 млн. години. Ако времето от появата на първите динозаври до днес бъде поместено в 365 дни (една календарна година), то динозврите се появяват в началото на януари и изчезват през третата седмица на септември. Ако използваме същата времева скала, Земята пък се формира 18,5 години преди появата на динозаврите, а ние хората (Homo sapiens) се появяваме на сцената едва на 31 декември. Дългият период, през който динозаврите господстват на Земята, със сигурност ги определя като най-успешната група в историята на живота.

Кои са причините довели до изчезването на динозаврите?
Има няколко теории по въпроса. По време на мезозой отделни видове динозаври еволюират и изчезват по различни причини. Но драматичното масово изчезване в края на креда елиминира и последните от тях, както и летящите влечуги, големите водни влечуги и много други големи морски животни. Съществуват доказателства навсякъде по земното кълбо за това, че основна роля за изчезването е изиграл метеоритен сблъсък. Допълнителни фактори, като вулканични газове, климатично захлаждане, ниски репродуктивни нива, отровни газове от комета, промяна в магнитното поле и орбитата на Земята, може би също са допринесли за изчезването.

понеделник, 22 ноември 2010 г.

Суеверията

В отдавна отминали времена, когато знанията не са били достатъчни, за да обясняват света, живота, природните явления, хората са вярвали, че свръхестествени сили ръководят недостъпните за тяхното познание неща и определят съдбите. От съвременна гледна точка суеверията изглеждат напълно безсмислени, дори вредни. Но в едно примитивно общество те могат да донесат повече полза, отколкото вреда, да бъдат рационални и животоспасяващи. Били са свързани най-общо с ползата или вредата от определени постъпки и действия, нещо като предупреждения, целящи да възпрепятстват дейности, които биха навредили на общността, на индивида. Днес науката дава отговор на всичките ни въпроси и вече не е нужно да всяваме страх от нескончаеми бъдещи нещастия у децата си в случай, че посегнат на лястовицата или гнездото и, а просто да им обясним, че тези птици са изключително важни за екологичното равновесие. Да знаят, че ако хвърлят сол в огъня, това само по себе си няма да им донесе нещастие, но разхищението може да го направи. Суеверията в едно общество отразяват неговия примитивизъм. Те са мерило за интелектуалното и научното му развитие, като връзката, съвсем разбираемо, е обратнопропорционална.

Хиляди, стотицихиляди суеверия има по света - всяка култура, всеки народ, всяка общност си има своите. За да бъдат събрани и описани ще са нужни десетки човешки животи, както и поне няколкостотин тома. Затова тук ще представя най-популярните от тях, техния възможен произход и евентуалното им значение в миналото.

  • Черна котка. Една от версиите на това суеверие гласи, че ако черна котка пресече пътя ви, ще ви настигне лош късмет. В друга версия се твърди, че ако черна котка ви приближава, това ще ви донесе много късмет, но ако се отдалечава от вас, ще отнеме всичкия късмет. В Древен Египет богинята Бастет е изобразявана като черна котка. Съответно котките в това общество, чиято икономика се базира почти изцяло на реколтата от зърнени култури, са били на почит. Християните обаче са имали амбицията да изчистят всякакви следи от други религии, за да доминира тяхната. Така че черните котки (а и котките въобще) минават в немилост и са обявени за демони, а изтребването им за богоугодно дело. Стигнало се е дотам, че са насочили страховете и омразата си дори към жените, притежаващи котки в домовете си, обявявайки ги за вещици. И така, нарочени за демони, черните котки пресичащи пътя ви стават символ на откъсването от Бога.
  • Разсипване на сол. Суеверието гласи, че ако някой разсипе сол, трябва да вземе щипка от нея и да я прехвърли през лявото си рамо. В миналото солта е била много ценна стока. Имайки предвид, че твърде трудно е било доставянето и, това е разбираемо. В Древен Рим са заплащали на войниците в сол, откъдето е възможно да произхожда и английската дума за войник, soldier - от латинското sal dare, което означава "давам сол". Римският историк Плиний Стари пише, че тъй като първоначално заплащането на римсите войници е било в сол, думата заплата - salarium - вероятно произхожда от тази практика. Солта е считана също и за пречистваща съставка, способна да прогонва злото, което може би се дължи на нейните бактерицидни свойства. Използвана е като консервант при приготвянето на храни, както и в медицината. Разхищението на солта съвсем разбираемо се е смятало за "лош късмет".
  • Минаване под стълба. Според това суеверие, ако някой премине под стълба, това ще му донесе много лош късмет. Изключвайки очевидното - че нещо отгоре може случайно да падне върху преминаващия - вярването, че минаването под стълба носи лош късмет, вероятно е свързано и с триъгълната форма, която стълбата образува със стените и пода. Това символизира Светата Троица и който я нарушиш преминавайки през нея, това го свързва по някакъв начин с дявола и му носи нещастие. Според друга версия причината минаването под стълба да се счита за лошо предзнаменование е, че в миналото палачът е използвал стълба, за да овеси някого на бесилото и заради това се вярва (поне в Йоркшир, Англия), че ако минеш под стълба, палачът ще впери поглед в теб така да се каже, или с други думи "Смъртта ще те забележи".
  • Счупено огледало. Според това суеверие, ако някой счупи огледало, това ще му донесе 7 години лош късмет. Някога се е вярвало, че отражението в огледалото представлява душата на човека и отразява нейното състояние. Счупването на огледалото, съответно и отражението на човека, наранява душата. Според една от версиите причината счупеното огледало да носи именно 7 години лош късмет е, че в миналото огледалата са били много рядка и съответно ценна стока. Толкова са били скъпи, че който счупи някое, трябва да служи 7 години на собственика, за да изплати цената му. Преди изобретяването на огледалото хората са виждали отражението си - своето "друго аз" - в потоци, реки и езера, и неясното отражение се е възприемало като предвестие на злини, болести и нещастие. След изобретяването на стъклените огледала, римляните са тези, които свързват счупването им с лошия късмет. А легендата, че този лош късмет трае точно 7 години идва от тяхното вярване, че човешкото тяло периодично се възстановява, като всеки цикъл трае именно толкова - седем години.
  • Чукане на дърво. Според поверието, трябва да чукнете на дърво 3 пъти, ако ви споходи късмет, иначе той ще се обърне. Американската версия е "да чукнеш на дърво", докато английската "да докоснеш дърво". Тази практика може да бъде свързана с древните езически вярвания, че духовете се намират в дърветата, особено в дъбовете, и почуквайки по тях или докосвайки ги, им засвидетелствате уважение, и ги молите за закрила и здраве. Това суеверие може да бъде проследено и в древногръцките вярвания, че дъбовете са свързани със Зевс и докосвайки ги, човек комуникира с него, което ще го пази от лош късмет. Една вариация на това суеверие е при липса на дърво да се почука на глава. Също така в съвременното общество, където все по-рядко се срещат дървени повърхности, можете да почукате по такива, които поне изглеждат като дървени. В краен случай може просто да почукате където и да е, или дори само да изречете: "Да почукам на дърво". Всичко това показва как дори първоначалната причина да бъде забравена с годините, самото действие остава, променяйки се, нагаждайки се.
  • Кръщение. Според това суеверие, ако свещеникът в храма налее чешмяна вода върху главата ви, произнасяйки определени думи под формата на напяване, вие като по чудо бивате очистени от първородния грях, с който за целта предварително ви е натоварила съответната религия и ставате част от божието семейство. Води началото си от Библията.
  • Кръстен знак. Това е вярването, че изобразяването с ръка на кръстен знак, или т.нар. прекръстване, предпазва от зли сили. Според християнските вярвания ние живеем между два полюса на света - божествената любов и противодействащото и зло. Това суеверие гласи, че изобразяването на древен уред за мъчения - в случая кръст - представлява своеобразна бариера срещу злото.
В заключение може да се каже, че хората обичат ритуалите - те придават значимост и смисъл на иначе незначителни и безсмислени неща, обединяват привидно, дават напразни надежди... Затова и религиите са толкова популярни - те се градят на суеверия. Хората обичат да им бъде казвано как да постъпват и да се държат с неща, които са им непознати и плашещи. Тази черта е довела до хилядолетно господство на суеверията над бита. Днес, с развитието на науката,  суеверията си остават просто една занимателна област от историята и еволюцията на човешкото познание... Или поне така трябва :)

сряда, 17 ноември 2010 г.

Съвременни методи за датиране.

 Съвременните методи за датиране на земята и основните събития в еволюцията на живота се базират главно на разбирането на процесите на радиоактивен разпад. Някои радиоактивни изотопи в скалите са движещите механизми на своеобразен "атомен часовник". Например уран-238 се разпада в няколко етапа до олово-206. Скоростта, с която се извършва процеса е постоянната, а периода на полуразпад на уран-238 е 4,5 милиарда години. През 1905 г. американският химик Бертрам Болтууд осъзнава, че може точно да се определя възрастта на древни скали, като внимателно се измери съотношението в тях на тези два изотопа. През 1907 г. той датира с този метод най-старите скали, които успява да намери и закрючава, че земята трябва да е на повече от 2 милиарда години.

Този линк ще ви отвори филмче, нагледно представящо радиоактивния разпад.

В началото на 60-те години на миналия век е открит периода на полуразпад на много други елементи и това започва да се прилага в радиометричното датиране. Геолозите започват усилено да търсят най-старото късче от земната кора. Днес е известно, че скали на възраст 3,5 милиарда години са относително често срещани на всички континенти. Една от най-старите скали, която е откривана, се намира в Хъдсън Бей, Канада. Тази скала - Acasta gneiss - датирана на 4,28 милиарда години, не е част от първичната земна кора. Всъщност това е парче диорит, формиран най-вероятно чрез утаяване в дълбоководни хидротермални извори. Още по-стари са и циркониевите кристали, открити в седиментни скали в Западна Австралия. Датирани са на 4,36 милиарда години. Те също не принадлежат към първичната земна кора. Скалата, от която произхождат, е ерозирала, а частиците впоследствие стават част от седиментната скала, от която е пробата. Малковероятно е някога да открием непокътнато парче от първична земна кора, защото ерозията и други геологични процеси в продължение на милиарди години са я рециклирали. Но е почти сигурно, че планетата ни е по-стара от твърдата земна кора, защото в началото повърхността й е била изградена от разтопени скали.

Повечето астрономи смятат, че астероидите и малките скални обекти, които обикалят около Слънцето, главно между Юпитер и Марс, са формирани по същото време като Земята. Тъй като тези тела не са достатъчно големи, за да са притежавали разтопена кора или атмосфера, е много вероятно да са почти неизменени от момента на формирането си. Периодично някои от тях биват извеждани от орбита от преминаващи комети и падат върху Слънцето, а в редки случаи и Земята се оказва на пътя им. Останки от такива метеори са датирани с помощтта на разнообразни радиометрични методи и възрастта им датира от 4,29 до 4,56 милиарда години. Въз основа на това, учените изчисляват, че Земята най-вероятно е на възраст от 4,54 ± 0,02 милиарда години. В подкрепа на тези данни са и пробите лунни скали, донесени от астронавтите на мисиите Аполо на НАСА в началото на 70-те. Най-старите от тях са на възраст от 4,29 до 4,56 милиарда години.

Методи за датиране, история

Кога е образувана Земята? Кога се появява животът на нея? Кога за първи път се появяват хората и останалите примати? Съвсем естествено, точни отговори на тези въпроси няма преди 60-те и 70-те години на миналия век, когато са открити методите за радиометрично датиране, които позволяват датирането на проби на милиони, милиарди години. Въпреки това, много учени в миналото са опитвали да определят възрастта на Земята и началото на живота.

В древни времена изследванията са се базирали основно върху преброяване на поколенията в свещените текстове. Например Манетон (ІV-ІІІ в. пр. н. е.), древноегипетски жрец и историк, прави списък с всички династии, фараони и богове, които са царували до това време. Според този списък Земята е на 38000 години. В началото на 17 в. пък ирландският  архиеп. Джеймс Ушер приема юдео-християнския Стар завет буквално и пресмятайки поколенията на библейските персонажи определя, че дата на началото на сътворението е 23 октомври 4004 г. пр. н. е. (преди около 6000 години).
James Ussher
  1581-1656

С бързото развитие в областта на европейската наука, предимно след 17 век, става все по-ясно, че Земята е на много повече от няколко хилади години. Някои учени отхвърлят теологичните методи и започват да търсят други, с помощта на които да определят възрастта на земята на базата на естествени, природни процеси. През 1691 г. британският астроном и математик Едмънд Халей изказва предположението, че ако водата в световните океани първоначално е била сладка, то може да се определи възрастта на Земята като се раздели общото количество сол в момента в океаните на добавяното всяка година количество от реките и потоците. Въпреки че Халей не разполага с всички необходими данни за подобно изчисление, той все пак пресмята, че Земята не е по-млада от 100 млн. години.
Edmond Halley
1656-1742 

През 1785 г. шотландският геолог Джеймс Хътън предполага, че различните геологични пластове принадлежат към различни времеви периоди, като наблюденията му показват, че по-дълбоко са разположени по-старите пластове. През 1799 г. Уилям Смит, британски инженер и геолог, доразвива тази идея като разделя седиментните скални пластове на 6 основни подразделения, базирайки се главно на фосилните данни, които се съдържат в тях:
  • Неозой - съвременни форми на живот.
  • Мезозой - междинни форми на живот.
  • Палеозой - древни форми на живот.
  • Протерозой - ранни форми на живот.
  • Археозой - начални форми на живот.
  • Азой - липсват форми на живот.
Тези основни подразделения, или ери, предложени от Уилям Смит стават основа на геологичната времева скала, която използваме и днес. Смит също така създава и първата подробна геоложка карта на Англия. Не случайно днес е считан за баща на геологията.
William Smith
1769-1839
В средата на 19 в. някои учени започват да определят времевите периоди, които стоят зад всяка промяна в животинските видове, чиито фосили са намерени в скалните проби на Смит. Тогава се е приемало погрешното схващане, че видовете еволюират на етапи, които са строго определени и могат да бъдат измерени. Английският геолог Чарлс Лайъл използва този подход през 1867 г., за да определи че животът съществува на Земята от около 240 млн. години. Това се случва 8 години след като Чарлс Дарвин публикува "Произход на видовете", където обяснява как естественият отбор може да доведе до образуването на нови видове.
Друг неточен метод за определяне възрастта на Земята е предложен от Уилям Томпсън (Лорд Келвин) през 1862 г. Базирайки се на законите на термодинамиката и изхождайки от предположението, че Земята в своето начало е била съставена от разтопени скали, той изчислява времето, което ще е нужно на повърхностните скални слоеве, за да се охладят до сегашна температура. В резултат заключава, че Земята е на повече от 400 млн. години.
Charles Lyell
1797-1875
Charles Darwin
1809-1882
William Thomson
1824-1907
Въпреки огромното значение за развитието на науката на тези и други научни методи, целящи да определят възрастта на Земята и живота, те си остават доста неточни. Днес ние знаем, че Земята е на приблизително 4,54 милиарда години, а живот има на нея от поне 3,5 милиарда години.