Cliodynamics
Клиодинамика





Locations of visitors to this page

web stats

Скачать статьи

Форум


Причины Революции

Навигация
Главная
Клиодинамика
Статьи
Методология и методы
Конференции
СМИ о клиодинамике
Библиотека
- - - - - - - - - - - - - - -
Причины Русской Революции
База данных
- - - - - - - - - - - - - - -
Ссылки
Помощь
Пользователи
ЖЖ-Клиодинамика
- - - - - - - - - - - - - - -
English
Spanish
Arabic
RSS
Файлы
Форум

 
Главная arrow СМИ о клиодинамике arrow Елена Наймарк. Биоразнообразие, как и народонаселение, растет по гиперболе
Елена Наймарк. Биоразнообразие, как и народонаселение, растет по гиперболе Версия в формате PDF 
Написал AK   
09.09.2008

Елена Наймарк

Биоразнообразие, как и народонаселение, растет по гиперболе

 

Динамика числа родов морских животных (вверху, по горизонтальной оси - миллионы лет до настоящего времени) и населения Китая (по горизонтальной оси - годы). Сходство графиков видно невооруженным глазом.

Рост разнообразия морских животных в течение 550 миллионов лет хорошо описывается гиперболической кривой. Гиперболическая модель предполагает, что рост числа родов связан с текущим разнообразием, возведенным в квадрат. Смысл квадратичного накопления разнообразия заключается в увеличении устойчивости сообществ при росте разнообразия и увеличении эффективности использования ресурсов. Увеличение устойчивости родов при росте разнообразия отражает кооперативный, а не конкурентный характер эволюции. Гиперболические законы развития оказываются приложимы и к демографическим системам, что лишь подчеркивает глубокую осмысленность гиперболических законов при описании развития сложных, иерахически структурированных систем.

 

В 2005 году в Дубне на конференции, посвященной общим законам исторического развития (Big History – так называется это новое научное направление) были показаны два графика: рост населения в Китае за 2.5 тыс. лет и рост разнообразия морской биоты в течение 550 млн. лет. Сходство этих двух графиков, изображающих развитие разных объектов (население и биота), при разном масштабе времени (сотни лет и миллионы лет), выполненные в рамках разных наук (социология и палеонтология) и по разным методикам (демографические оценки – палеонтологическая летопись), тем не менее, оказалось разительным. Почему оказались похожими столь разные объекты? Тогда же в Дубне и началось обсуждение этого феномена авторами обоих графиков А. В. Марковым и А. В. Коротаевым. Результат двухлетнего обсуждения они обнародовали в совместной статье на страницах ЖОБ.

 

Конечно, совпадение двух графиков могло быть случайным. Когда речь идет о статистике и количественной обработке разного рода сведений, нас то и дело поджидают опасные своей красотой бессмысленные двойники, внешне привлекательные повторы коэффициентов, фантомы периодичности... Понятно, что и изумительное сходство динамики развития биоты и народонаселения Китая не обошлось без случайных совпадений. Однако здесь случайность всего лишь заставила исследователей пристальней присмотреться к тому, как же устроены связи в живых системах. И вот, в механизмах формирования человеческих популяций и сообществ морских животных обнаружилось много общих закономерностей, и именно они, а не статистические обманки ответственны за появление данных графиков – двойников.

Современные демографические модели суммируют три механизма, формирующих численность народонаселения. Во-первых, мальтузианские законы. В их основе лежит простейшее предположение о том, что ресурсы ограничивают темпы прироста населения. При большом объеме свободных ресурсов население растет в геометрической прогрессии. При возрастании численности населения начинается конкуренция за ресурсы, что в свою очередь приводит к войнам, бедствиям и болезням, в результате численность населения снижается, высвобождается ресурсное пространство и система возвращается к начальному состоянию. Эти законы дают колебательную динамику многих параметров, характеризующих состояние демографической системы. Во-вторых, гиперболические законы роста населения. Они в упрощенной форме сводятся к тому, что объем ресурсного пространства или, точнее, несущая способность Земли не является постоянной величиной. Она постоянно увеличивается за счет изобретения новых технологий добычи продукции и производства мирового валового продукта. Увеличение несущей способности Земли зависит, таким образом, от числа изобретателей и от достигнутого уровня технологий. Чем больше число людей, тем больше изобретателей, тем быстрее увеличивается потенциальный ресурс Земли. В свою очередь возможности изобретателей зависят от технической оснащенности. Вот и получается, что темпы прироста народонаселения пропорциональны не самой численности населения, а ее квадрату, поэтому результирующая кривая отражается гиперболической функцией. Наконец, в третьих, демографические модели учитывают и стохастические колебания.

 

Какие же аналогии с демографией можно найти в моделях эволюции биоты? Во-первых, колебательные ритмы. На кривой родового разнообразия морской биоты за 550 млн.лет, опубликованной Дж.Сепкоски уже с четверть века назад, выявляются периодические колебания. По последним данным период колебаний разнообразия морской биоты составляет около 62 млн.лет. О причинах периодической динамики таксономического разнообразия пока ничего определенного сказать нельзя. Выдвигаются гипотезы и внешних астрономических событий и внутренних автоколебательных механизмов, и какие из них отвечают за периодичность разнообразия, пока неизвестно. Гиперболическая модель роста разнообразия нетипична при анализе разнообразия вымерших животных. Чаще используется экспоненциальная модель (рост в геометрической прогрессии). Тем не менее гиперболическая модель намного лучше совмещается с фактическими данными палеонтологической летописи, чем традиционная экспоненциальная. Остается только гадать, почему палеонтологи не обратили внимания на этот факт! (разве что демографы предпочитают слушать и читать демографов, а палеонтологи — палеонтологов). Смысл квадратичной зависимости темпов прироста разнообразия от текущего разнообразия может быть таким. Прямая зависимость — чем больше число предковых родов, тем больше число новых потомков. Квадратичная зависимость — устойчивость родов повышается при увеличении разнообразия, что само по себе выражается в накоплении разнообразия. Почему это так? Предположительно, чем больше число родов, тем больше альфа-разнообразие, то есть разнообразие каждого конкретного сообщества, освоившего то или иное местообитание. Альфа-разнообразие отражает освоение сообществом имеющихся ресурсов. Чем больше родов включено в сообщество и чем больше показатель выровненности (схожести частот встречаемости родов в сообществе), тем полнее используются ресурсы среды, а это всегда влечет за собой увеличение устойчивости. Вероятно, в этих рассуждениях имеется некая доля истины, потому что их подтверждают количественные оценки трех ключевых показателей — альфа-разнообразия, продолжительности существования и числа родов. Продолжительность существования прямо зависит от накопленного разнообразия, а рост альфа-разнообразия описывается простой гиперболической зависимостью.

Ну, а что касается наличия стохастической составляющей в моделях разнообразия биоты, то тут вряд ли найдутся несогласные.

 

Гиперболический характер роста разнообразия морской биоты наводит на размышления о кооперативном характере эволюции. Мы привыкли считать движущей силой эволюции конкуренцию за ресурсы, мол, кто сильнее, быстрее и умнее приладится к ресурсам, тот и победитель в эволюционной гонке. В действительности не менее мощным эволюционным мотором оказывается по всем признакам и кооперация, или взаимодополняющие отношения между эволюционирующими линиями. Кооперация проявляется в повышении устойчивости родов и видов, в результате разнообразие растет быстрее. Кроме того, взаимодействие различных видов прямо или косвенно ведет к возникновению новых экологических ниш, которые заполняются новыми поколениями видов и родов. Кооперация обеспечивает самоускоренное развитие всей системы.

 

Полный текст статьи


| Просмотров: 10455

Комментарии (7)
RSS комментарии
1. Написал(а) AK в 09:11 09 сентября 2008 г. - Зарегистрированный
 
 
МОЛОДЕЦ, ВАСИЛИЙ! КЛАССНО ПОЛУЧИЛОСЬ
МОЛОДЕЦ, ВАСИЛИЙ! КЛАССНО ФОРМАТ ПЕРЕДЕЛАЛ 
 
АК
 
2. Написал(а) Василий в 09:13 09 сентября 2008 г. - Гость
 
 
МОЛОДЕЦ, ВАСИЛИЙ! КЛАССНО ПОЛУЧИЛОСЬ
Рост разнообразия морских животных в течение 550 миллионов лет хорошо описывается гиперболической кривой. 
 
Как он может хорошо описываться, если по некоторым оценкам обнаружено всего полпроцента существовавших на Земле видов, да и количество видов 500 млн лет назад подсчитать гиперболически труднее, чем 1 млн лет назад. 
 
Моделируя эволюционное развитие колонии одноклеточных я пришел к выводу, что количество видов увеличивается скачкообразно, затем идет постепенное медленное оскднение видового разнообразия. 
 
трендовый график представлю вечером
 
3. Написал(а) AK в 09:27 09 сентября 2008 г. - Зарегистрированный
 
 
МОЛОДЕЦ, ВАСИЛИЙ! КЛАССНО ПОЛУЧИЛОСЬ
Как он может хорошо описываться, если по некоторым оценкам обнаружено всего полпроцента существовавших на Земле видов 
 
А ВОТ НА ЭТО ЕСТЬ ОТВЕТ В ПОЛНОМ ТЕКСТЕ СТАТЬИ В \"ЖУРНАЛЕ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ\". НАДО ТОЛЬКО ПРОЙТИ ПО ГИПЕРССЫЛКЕ В КОНЦЕ МАТЕРИАЛА ЕЛЕНЫ НЕЙМАРК 
 
http://macroevolution.narod.ru/markov_korotayev.htm
 
4. Написал(а) Василий в 10:24 09 сентября 2008 г. - Гость
 
 
МОЛОДЕЦ, ВАСИЛИЙ! КЛАССНО ПОЛУЧИЛОСЬ
Тест
 
5. Написал(а) Ераньков Василий Георгиевич в 22:25 09 сентября 2008 г. - Зарегистрированный
 
 
волшебство
на мой взгляд доказательтсва сводятся к большим числам, но находок и мест находок явно меньше миллиарда.  
 
Суть данной статьи мне ясна и понятна. Больше родОв - больше шансов для удачных мутаций, больше людей - больше открытий - больше людей и т.д. 
 
На представленном графике видно, что он - суть фрактальный объект. 
Самое главное, что меня смущает, и что мне не нравится - это неучет одного важного, на мой взгляд, фактора. Он мне стал понятен после моделирования эволюции одноклеточных. 
 
Действительно поначалу шел экспоненциальный прирост разнообразия видов, но затем постепенно большинство родов вымерло. Это объясняется получением одного или группы чрезвычайно выгрышных видов, которые либо вытесняют соседей,либо подрывают их эконишу. В этом аспекте, вымирание множества видов из-за техногенного фактора - вполне закономерен. Наиболее успешный вид - человек. 
 
То есть первая фаза - всплеск разнообразия. 
возможны два фактора вызывающих этот всплеск 
1. катастрофичный - изменение среды обитания и правил игры в конкурентной межвидовой борьбе. Старые роды проигрывают более молодым, но у молодых пока нет лидера, наиболее успешного вида, поэтому разнообразие должно расти. 
2. расширение экосистемы. Новые мутации позволяют использовать ресурсы ранее недоступные для предыдущих родов. 
 
Вторая фаза - вымирание  
Группа наиболее успешных видов расширяет свою популяцию за счет уничтожения либо вытеснения менее рационально устроенных видов. 
Если условия стабильны и расширяться экосистеме некуда, то вполне возможно, что количество родов будет стремиться к 1. 
 
Да и ещё. Вполне вероятно, что из-за падения парциального давления кислорода, экосистема планеты Земля постоянно сужается, и такого количества биомассы, а следовательно и видов, что было сотни миллионов лет назад уже не будет.
 
6. Написал(а) Ераньков Василий Георгиевич в 10:14 10 сентября 2008 г. - Зарегистрированный
 
 
волшебство
Да и самый яркий пример уменьшения разнообразия родов и видов - это история гоминидов. Не так давно были времена, когда неандертальцы существовали рядом с кроманьенцами (предками человека). Нынче, кроме человека, прочих высших гоминидов нет, остались лишь обезьяны да и то, потому что занимают другую экологическую нишу, по крайней мере до нынешних времен.
 
7. Написал(а) AK в 01:27 11 сентября 2008 г. - Зарегистрированный
 
 
волшебство
А вот про это много написано в нашей книге "Макроэволюция в живой природе и обществе"
 

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

Последнее обновление ( 03.10.2008 )
 
< Пред.   След. >
© 2017