Gibt es einen idealen evolutionären Körper?

Alle Säugetiere haben 4 Gliedmaßen und alle Fische haben Kiemen und Flossen (mit Ausnahme einiger, aber dazu komme ich noch). Was, wenn das daran liegt, dass dies die perfekte Form für einen Organismus in einer solchen Umgebung ist?

Verschiedene Säugetierarten leben in sehr unterschiedlichen Umgebungen. Wir alle haben vier Gliedmaßen (außer Ausnahmen), nicht weil es für uns alle an eine bestimmte Umgebung angepasst ist, sondern weil es ein starkes phylogenetisches Signal gibt. Sie sollten einen Blick auf Warum haben Säugetiere nicht mehr als 4 Gliedmaßen werfen? .

Alle Fische haben Kiemen und Flossen (außer Ausnahmen). Dies liegt definitiv daran, dass sie eine gemeinsame Umgebung bewohnen. Kiemen ermöglichen es Fischen, Sauerstoff aus dem Wasser zu gewinnen. Flossen sind eine allgemeine Struktur, die das Schwimmen ermöglicht. Sie werden feststellen, dass Meeressäuger auch Flossen haben (wir sprechen oft von konvergenter Evolution ) Btw, der Beitrag Brechen Fische ein Wassermolekül, um Sauerstoff zu absorbieren? könnte für Sie interessant sein

Wie sehr beeinflusst die Denkweise und Disposition eines Organismus seine endgültige Körperform, und wie viel zufälliger macht sie den Evolutionsprozess?

Ich verstehe nicht ganz, was du mit "Mindset" und "Disposition" meinst.

Nichts ist zufällig, außer bei der Berücksichtigung von Unbekannten. Man kann einer Wahrscheinlichkeit nur durch Berücksichtigung von Prioritäten einen Sinn geben. Während das Werfen einer Münze oft als das zufällige Ereignis schlechthin angesehen wird, ist ein Münzwurf alles andere als zufällig, wenn Sie die genauen Kräfte kennen würden, die auf die Münze wirken. Das Fragen nach etwas ist also zufällig, ohne anzugeben, was die Apriori sind, die Sie für wissen halten, und das Nichtwissen macht keinen Sinn (obwohl es in der Quantenphysik einen gewissen Sinn machen kann).

sagen, dass Biologen in der Lage waren, Organismen zu erschaffen und zu beobachten, wie sie sich schnell entwickeln. Wenn Sie zwei einzellige Organismen nehmen, die keine Ähnlichkeiten aufweisen, und sie in genau dieselbe Umgebung bringen, würden sie sich entwickeln, um ähnlich auszusehen?

Wir sind tatsächlich in der Lage, die Evolution innerhalb weniger Wochen im Labor mit Organismen mit kurzer Generationszeit wie Hefe oder E. coli zu beobachten.

Die Wiederholbarkeit der Evolution ist ein weites Feld. Das Problem bei einer solchen Frage ist, dass es sehr darauf ankommt. Dies hängt in der Regel davon ab, welche Entwicklung Sie erwarten und wie groß die Population ist. Beispielsweise ist eine einfache Änderung der Allelhäufigkeit an einem ausgewählten Ort in einer großen Population typischerweise sehr gut wiederholbar. Aber wenn man dann über einen größeren Zeitrahmen nachdenkt, denken die meisten, dass es klug ist zu bedenken, dass die Evolution einen völlig anderen Weg einschlagen würde. Es gibt ein berühmtes Zitat, das besagt:

" Wenn das Band der Evolution millionenfach abgespielt würde, würde sich eine Art wie unsere nicht unbedingt weiterentwickeln " Stephen Jay Gould

Sie sollten einen Blick auf Is Evolution a Predictive Theory werfen ? .

Sie sind auf dem richtigen Weg, ja das passiert manchmal, das nennt man " konvergente Evolution ". Es ist normalerweise kein Zufall, es gibt viele Vorteile, die dazu geführt haben, dass die natürliche Selektion so zustande kam.

Angenommen, Fische und Säugetiere wurden vor vielen Millionen Jahren getrennt. Einige Arten von Säugetieren, wie Wale und Delfine, haben jedoch eine stromlinienförmige Form und sehen ziemlich aus wie Fische. Es hilft diesen Säugetieren, im Wasser zu schwimmen. Das Gleiche gilt für Pinguine, eine Vogelart, die Experten im Schwimmen im Meer ist.

Wahrscheinlich haben Sie in Schulbüchern von homologen Organen und analogen Organen gelesen. Analoge Organe (die gleich aussehen oder gleich funktionieren, sich aber in Entwicklungsursprung, Anatomie, Platzierung usw. unterscheiden) sind normalerweise das Ergebnis einer konvergenten Evolution. (allerdings könnte eine konvergente Evolution auch in homologen Organen beobachtet werden) Vögel und Insekten... beide enthalten Flügel. Aber ihre Flügel sind in allen anderen Aspekten völlig unterschiedlich, außer in Aussehen und Funktion.

Auch in Pflanzen gibt es Analogievorgänge. Ein Stamm, der wie ein Blatt aussieht ( Phylloklade , gefunden in Muehlenbeckia platyclados , Epiphyllum truncatum , Phyllocactus latifrons ). Blütenähnlicher Blütenstand (Mitglieder der Korbblütler), Ranken unterschiedlichen Entwicklungsursprungs. (Blattranke von Lathyrus aphaca , Blättchenranke von Erbse, Blattstielranke von Clematis sp., Blattspitzenranke von Gloriosa superba , Stipularranke von Smilax , Stängelranke (Achselknospe) von Passiflora etc.) und Millionen solcher Beispiele gibt es, die werden ' verwandelte Organe ' genannt'. Scheinbar sind sie sich so ähnlich, dass es schwierig ist, ihre Natur zu erkennen. *

Das genaueste ähnliche Aussehen findet sich im Fall von Mimikry , wo ein Organismus einen bestimmten anderen Organismus "nachahmt", indem er bestimmte andere Drittarten "betrüget", sei es zum Zwecke des Selbstschutzes (indem er sich versteckt oder ein Gefahrenzeichen zeigt ) oder um sich vor seiner Beute zu tarnen.

1. . 2. .
3.

1. Schlange ahmt Schlange nach: Seitenquelle https://en.wikipedia.org/wiki/Mimicry .

2. Insekten imitieren Blätter, Seitenquelle https://simple.wikipedia.org/wiki/Leaf_insect

3. eine Pflanze ( Arisaema speciosa ) Blütenstandspfad ahmt die Haube der Schlange nach. Bildquelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arisaema_speciosa_(2944482182).jpg

Eine falsche (oder zumindest stark umstrittene) Aussage in Ihrer Frage ist jedoch eine Auswirkung der Denkweise von Organismen. Dies wurde im Lamarckismus erzählt, der heute fast zu 100% verworfen wird, und der Darwinismus ist bewiesen, dass unter zufälligen vererbbaren Variationen die günstigen ausgewählt werden.

Eine neuere Studie zur Epigenetik zeigt jedoch, dass einige molekulare Markierungen für die Aktivierung / Inaktivierung eines Gens (geordnet nach Lebensstil und Umwelteinflüssen) manchmal vererbt werden können.

Buchreferenz (*):

1. Botanik, für Studenten/ AC Dutta/ 6. Auflage/ Oxford University Press.

2. College Botany/ Band 1 von Gangulee, Das, Datta/ New Central Book Agency

PS

Wenn wir jedoch, obwohl auf Meinungen basierend, 2 Zellen von verschiedenen Arten (oder sogar derselben Art) nehmen, die sich viele Millionen Jahre lang getrennt entwickelt haben (z. B. in derselben Umgebung, nur genetisch isoliert), sollten sie 2 verschiedene hervorbringen Königreiche mit großen Unterschieden in ihrer Struktur, denn Evolution ist ein sehr zufallsabhängiges Phänomen. Ja, es ist das Defizit unserer Vorstellungskraft zu erraten, „was wäre, wenn“ es Außerirdische gäbe. Aus demselben Grund sind die Götter und Göttinnen verschiedener Kulturen sehr anthropomorph und haben sogar zwei Arten von Sex. Oder wie wir dazu neigen, nicht lebende Objekte (wie einen Wasserkocher, einen Erlenmeyerkolben oder eine Kathodenstrahlröhre, ein Zahnrad oder eine Zahnbürste usw.) mit Hals, Mund, Zähnen, Hand, Bauch usw. zu beschreiben.

Es kann keinen "idealen" evolutionären Körper geben, nur weil die Evolution ein zufallsabhängiger Prozess ist, bei dem unendliche Dinge möglich sind, nicht einzelne, "ideale". Ich habe eine Science-Fiction-Geschichte gelesen, in der es darum geht, Drogen in einen vorwärts(zukünftigen) oder rückwärts(vergangenen) Zustand der Evolution zu bringen. Der Erste (Zukunft) wurde zu einem intelligenteren Menschen gemacht. Wenn wir jemals das erste erfinden könnten, könnten wir es praktisch nie als evolutionsfördernde Droge bezeichnen, weil viele Dinge durch die Evolution möglich sind. Es ist auch möglich, durch rückläufige (regressive) Evolution viel dümmere Zukunftsmenschen zu werden.

Evolution plant nicht. Es ist nur eine Auswahl über die bereits erfolgten Änderungen. Dies ist wichtig, wenn Sie eine komplexe Anpassung in Betracht ziehen.

Aber zuerst sehen wir uns eine einfache Anpassung an – die „Rückkehr“ von Säugetieren ins Meer, wie sie bei den Walen zu sehen ist. Die Spaltung zwischen den Urwalen und ihren an Land lebenden Cousins ​​​​war genau das, was zu der neuen Art führte – ein Teil der Bevölkerung profitierte von der Jagd oder dem Verstecken im Meer, und es bedeutete, dass sie mehr Nahrung als der Durchschnitt hatten oder ihre Nachkommen überlebten mit einer höheren Wahrscheinlichkeit oder so; und darunterBevölkerung war die Anpassung an das Leben im Wasser ein erheblicher evolutionärer Druck. Diejenigen, die besser angepasst waren, hatten mehr Nahrung usw., so dass sie sich eher fortpflanzten und ihre Nachkommen eher überlebten, und im Laufe der Zeit wurden sie zu einem immer größeren Anteil an der Gesamtbevölkerung. Ziemlich zwangsläufig müssen sie ein wenig wie Fische aussehen – denn das ist tatsächlich eine Form, die sich hervorragend für das Leben im Meer eignet. Dies ist der Mechanismus hinter der konvergenten Evolution – zwei verschiedene Organismen verändern sich sehr ähnlich aufgrund einer sehr ähnlichen Umgebung.

Aber täuschen Sie sich nicht - dies ist keine komplexe Anpassung. Alle Veränderungen, die während der Evolution der heutigen Wale stattfanden, erforderten keine Vorbedingungen – eine Veränderung der Knochenlänge hier, ein deutlicherer Tauchreflex dort … Sie bekamen keine Kiemen. Sie haben keinen Luftsack bekommen. Sie sind immer noch durch und durch Säugetiere.

Eine komplexe Anpassung ist viel seltener und wird schnell ziemlich fest. Zuerst brauchen Sie eine Anpassung A, die für sich genommen nützlich sein muss (denken Sie daran, die Evolution plant nicht im Voraus). Dann, sobald die Population fast vollständig aus Organismen besteht, die bereits A haben, ist es möglich, dass eine andere vorteilhafte Anpassung, B (die von A abhängt), in der Population existiert und sich aufbaut. Im Laufe der Zeit und wenn sich die Organismen ständig verändern, erhalten Sie möglicherweise eine "aktualisierte" Version von A, A', die zu B' führt, und eine neue Anpassung, C, hängt von A' und B' ab ... die Evolution hat kein Werkzeug, um große Veränderungen vorzunehmen (es sei denn, Sie zählen Menschen: P).

Es ist viel unwahrscheinlicher, dass komplexe Anpassungen in der konvergenten Evolution hervorgebracht werden (da die Bedingungen, die A ursprünglich begünstigt haben, in einer anderen ähnlichen Umgebung möglicherweise nicht vorhanden sind, sodass B niemals eine Chance haben wird, nützlich zu sein). Sie neigen auch dazu, fester zu sein - es gibt viel weniger Platz zum Optimieren. Betrachten Sie das Auge - obwohl es mehrmals unabhängig "entwickelt" wurde, sind die Endergebnisse sehr unterschiedlich. Zum Beispiel haben unsere Augen Nerven vor den Sensorzellen, während Tintenfische sie umgekehrt haben. Und unsere Herangehensweise ist natürlich schlimmer – es bedeutet, dass wir den blinden Fleck haben, wo die Nerven durch die Sinneszellen gehen müssen, und es verringert die Empfindlichkeit der Sinneszellen, da sich über ihnen Nerven befinden. Aber es ist extremunwahrscheinlich, dass dies jemals auf natürliche Weise behoben werden würde - der Unterschied in der Evolution geschah sehr früh, als die komplexe Anpassung noch nicht da war. Es gibt keinen einzigen Schritt, der das jetzt beheben könnte (soweit ich weiß), und es ist nicht vorteilhaft genug, um eine Chance zu haben, sich in einer Population zu vermehren, selbst wenn dies durch Mutation geschehen wäre.

Das ist der zweite große Punkt. Während die Evolution selbst nicht zufällig ist (sie ist sehr statistisch), ist die Mutation sicherlich. Betrachten Sie nun eine komplexe Anpassung. Sie wollen C, weil es Ihnen einen Vorteil verschafft. Aber C braucht B', das A' braucht, das B braucht, das A braucht ... und jeder Schritt muss ein Vorteil für sich gewesen sein. Was aber, wenn A genauso vorteilhaft ist wie xA, sich aber gegenseitig ausschließen? Und wenn B nicht mit xA arbeiten kann ? Sie werden zwei Populationen haben, von denen eine auf xA "festhängt", während eine andere glücklich Cing ist. Oder, wie es bei uns und den Tintenfischen passiert ist, xA funktioniert nicht mit B, aber es funktioniert mit xB, was zu etwas führt, das C verdächtig ähnlich, aber anders ist.

Aber gilt das wirklich für eine ganze außerirdische Biosphäre, die sich auf einem erdähnlichen Planeten entwickelt hat? Das ist ganz unmöglich zu sagen. Alles Leben auf der Erde, das wir kennen, besteht zum Beispiel aus RNA. Das bedeutet nicht unbedingt, dass RNA die beste aller Zeiten ist – es kann nur bedeuten, dass, sobald RNA auftauchte, nichts anderes mehr überleben konnte, oder dass es komplexe Anpassungen gab, die schnell auf RNA aufgepfropft wurden. DNA ist nur ein „Update“ auf RNA – wir verwenden sie für die „Hauptdatenspeicherung“, aber sie wird normalerweise in RNA transkribiert, bevor sie zum Aufbau von Proteinen und Signalen und all den anderen Rollen verwendet wird, die RNA im Körper hat. Jeder Organismus auf der Erde, den wir kennen, hat einen gemeinsamen Vorfahren – aber das bedeutet nicht, dass der gemeinsame Vorfahr unvermeidlich oder der beste ist. Es kann nur bedeuten, dass einmal Leben existierte, es verbrauchte jedes andere Stück Proto-Leben, das es fand. Es besteht eine gute Chance, dass neues Leben von Grund auf einfach nicht in einer Umgebung entstehen kann, die bereits von einer anderen Lebensform besiedelt ist.

Ich würde jedoch eine Vermutung wagen, dass die Art und Weise, wie Außerirdische in der Fiktion am häufigsten aussehen, so istzu menschlich. Es gibt viele Dinge, die in der gesamten Abstammung eines modernen Menschen zu 100% "zufällig" sind. Gegenüberstellbare Daumen klingen nützlich für alle Kreaturen, die Werkzeuge herstellen und eine Kombination aus Muskeln und Knochen verwenden. die Tatsache, dass wir fünf Finger haben, ist es nicht. Die Art und Weise, wie unsere Köpfe geformt sind, basiert stark darauf, wie viele individuelle Anpassungen unsere komplexen Anpassungen geformt haben, und es ist unwahrscheinlich, dass sie anderswo ähnlich sind. Ein üblicher Tropus in Science-Fiction ist es, außerirdische Arten zu haben, die zum Beispiel humanoide Reptilien oder humanoide Vögel sind; aber warum sollte eine humanoide, reptilienähnliche Frau Brüste haben? Oder fünf Finger? Oder Haare? Bilaterale Symmetrie ist bei Säugetieren fast allgegenwärtig, und es klingt irgendwie richtig (es macht viele Dinge einfacher, es lässt sich gut manipulieren und beobachten in einer 3D-Umgebung ...),

Offensichtlich sind die Aliens in Sci-Fi (insbesondere Filmen und Fernsehsendungen) so konzipiert, dass sie a) es den Menschen erleichtern, Aliens zu spielen, b) es den Menschen erleichtern, sich auf die Aliens zu beziehen, beides weiter -Bildschirm und im Theater, c) Vermeiden Sie es, dumme Fehler bei der Gestaltung solcher Aliens zu machen. Einige Shows versuchen, dies mit der Hand zu winken oder es sogar geradezu zu rechtfertigen (die humanoiden Katzen in Red Dwarf hatten einen großen Vorteil darin, so nah wie möglich am Menschen zu sein, da sie auf einem Schiff lebten, das für Menschen entworfen wurde), mit unterschiedlichem Erfolg (Richtig, Star Trek, die Aussaat von Leben fünf Milliarden Jahre in der Vergangenheit wird fünf Milliarden Jahre später völlig ähnliche außerirdische Arten hervorbringen ).