Академия: Big History - From the Big Bang until Today Конспект 2/2 второй недели курса

Здравствуйте! 

В рамках проекта Академия предлагаю вашему вниманию  вторую часть конспекта второй недели курса Big History - From the Big Bang until Today от Амстердамского университета. 

Первая часть конспекта затронула следующие вопросы: 

• Чем похожи человек и банан?
• Всегда ли вредны мутации?
• Как появляются новые виды животных?
• О чем свидетельствуют строматолиты? 

Из данного выпуска вы узнаете: 

• Что послужило причиной вымирания 96% представителей видов? 
• Как форма материка влияет на климатические условия планеты?
• Чем похожи великий британский главнокомандующий и крыса? 
• Обладает ли видеокамера сознанием?
• Как связаны половой отбор и размер человеческого мозга? 

Ссылки на статьи первой недели курса: 

Big History - From the Big Bang until Today Конспект 1/2 первой недели курса

Big History - From the Big Bang until Today Конспект 2/2 первой недели курса

Курс лекций второй недели я прослушал на одном дыхании. Всегда интересно, когда научные факты переплетаются с элементами истории. Особенно мне понравилось преподнесение информации.  Немного юмора сглаживает восприятие специализированных терминов и теорий. Сложные вещи сами собой раскладываются по полочкам. Так и хочется закричать «Я люблю науку!».  

Совместная эволюция Земли и жизни на ней 

Что явилось причиной массовых вымираний?  

Достигнув венца эволюции все виды вымирают. Вымирание – явление в биологии, обусловленное исчезновением всех представителей одного биологического вида или таксона. Вымирание может носить естественные или антропогенные причины. Существует четыре модели, описывающие вымирание любого вида:  

Фоновое вымирание. Носит локальный характер и происходит непрерывно. В результате исчезает один или несколько видов.  

Массовое вымирание. Является эпизодическим. Носит глобальный характер. Связано с климатическими изменениями. Затрагивают множество таксонов. 

Региональное вымирание. Подобно массовому вымиранию, однако происходит на определенном участке Земли. Например, 50 миллионов лет назад Ямайка была полностью уничтожена, остров затонул. 

Вымирание в рамках одного вида. Носит глобальный характер, но затрагивает только одну группу таксонов.  

Массовые вымирания обусловливаются различными факторами усугубляющими фоновое вымирания. В зависимости от происходящих событий массовые вымирания использует различные механизмы, обычно они вызваны несколькими причинами, зачастую, невзаимосвязанными. История насчитывает пять глобальных массовых вымираний:  

440 млн лет назад — Ордовикско-Силурийское вымирание . Из-за глобального понижения температуры на планете исчезло более 60 % морских беспозвоночных видов; 

364 млн лет назад — Девонское вымирание. Произошло также в следствии изменения температуры. Численность видов морских организмов сократилась на 50 %; 

250 млн лет назад — Великое Пермское вымирание. Самое массовое вымирание из всех произошедших. Связано с формированием суперконтинента Пангея. Привело к исчезновению 96% видов живых существ; 

215 млн лет назад — Триасовое вымирание. Вызвано экологическими изменениями. Вымерло, по меньшей мере, половина видов, живших на Земле; 

65 млн лет назад — Мел-Палеогеновое вымирание. Вероятней всего вызвано падением метеорита. Катастрофа уничтожила шестую часть всех видов, в том числе и динозавров.

 В 1984 году Дэвид Рауп и Джек Сепковски проанализировали имеющиеся данные о вымирание морских семейств, и обнаружили убедительные признаки их периодичности. Оказалось, что массовые вымирания  происходили с частотой примерно 26 миллионов лет, начиная с окончания Пермского периода. По одной из версий причиной вымираний служила блуждающая планета, Немезида.  Однако последующие исследования ставят под сомнение обоснованность рассчитанной периодичности. Паттерсон и Смит, ведущие специалисты по ископаемым рыбам, проанализировав качество и достоверность выборки используемых Раупом и Сепковски данных, пришли к выводу о их не репрезентативности, поэтому данная теория до сих пор является неподтвержденной.  

Отчего зависит температура Земли?  

Из-за дрейфа континентов Земля постоянно меняется. Изменения происходят медленно, но непрерывно. Формируются новые континенты, распадаются старые. Возникают и разрушаются горные цепи. Перемещаются границы океанов, а вместе с ними и потоки внутри атмосферы, которыми определяется распределение тепла на нашей планете. Таким образом, в результате дрейфа континентов происходят климатические изменения.

Дрейф континентов не прекращается на протяжении миллионов лет, но не он один является виновником изменений. От положения Земли в Солнечной системе зависит распределение солнечной энергии. Из-за парниковых газов меняется плотность атмосферы.  

В 2001 ученые, основываясь на анализе геологических ископаемых, составили диаграмму изменения климата Земли за прошедшие 65 миллионов лет. График кривой показал наличие минимумов и максимумов, т.е. изменение температуры происходило не линейно. 

Сопоставив вершины и провалы графика, можно сделать следующий вывод: Все климатические изменения происходили совместно с изменением форм материков. Когда метрики позволяли течениям проникать ближе к экватору, температура росла, в обратных случаях – падала. Таким образом, тектоника литосферных плит устанавливает тенденции в изменении климата нашей планеты. 

Эволюция человека 

Эволюция мозга, как помощь в понимании Большой истории.  

Многое в нашей истории завязано на личностях, императорах, монархах и ежих с ними. Другая часть истории основывается на социальных и экономических взаимодействиях, влияющих на геополитические факторы. Особенно интересно пересечение эти двух плоскостей.  

Эмоциональность и импульсивность человека в значительной степени зависит от функционирования лобной части мозга. Обладая этими знаниями интересно взглянуть на историю под другим углом. Для примера рассмотрим третью битву при Ипре, события которой произошли осенью 1917 года и унесли жизни более полумиллиона  человек.  

Британский Верховный Главнокомандующий, сэр Дуглас Хэйг пытался создать коридор для солдат союзников, чтобы прорваться через немецкие траншеи и захватить Брюссель. Однако кампания с треском провалилась, союзники смогли преодолеть лишь четыре километра.   

Интересно в этой истории другое – это был уже третий бой такого характера. Два предыдущих закончились незначительным продвижением при огромных потерях. Почему же Доктор Хейген отважился на еще один рискованный бросок? Давайте посмотрим на этот вопрос с точки зрения работы нашего мозга. 

Ученые любят проводить один опыт, они запускают двух крыс в разные концы лабиринта, в центре которого находится сыр. Удивительно, но грызуны двигаются спланировано. Они тщательно взвешивают варианты выбора пути, стараясь обогнать друг друга и быстрей добраться до награды. Используя энцефалограмму для записи активности нейронов в мозге, ученые провели исследования, которые показали, что у крыс действительно имеются клетки, отвечающие за процесс планирования. Прежде чем принять взвешенное решение, крыса проигрывает все варианты событий, задействовав особые части головного мозга, гиппокамп и подложку. Эти части оказывают большое влияние на память и мотивируют наше поведение, ведь прежде, чем разработать план действий, мозгу необходимо построить модель причинно-следственных связей, которая и поможет выбрать наилучший план.   

Вернемся к сэру Дугласу. Почему же он принял столь неудачное решение? Конечно, мы не можем заглянуть в его разум, однако, вспоминая первую мировую войну, можно сделать один общий вывод – та война отличалась однообразием стратегии боя. Во время первой мировой армии по обе стороны фронта только учились вести войну с использованием современного скорострельного оружия. Командиры еще не успели усвоить новые принципы ведения войны, их мозг только адаптировался к современным реалиям, создавая основу для будущих моделей и тактик. 

Не смотря на то, что человеческий мозг большой и гибкий, мы все же являемся заложниками накопленного опыта.  Нам необходимо время приспособиться к новым условиям.  

Как эволюция мозга влияет на развитие нашего сознания?  

Наша жизнь с ее способностью к самоорганизации в сложные материи, сумела создать что-то, что на первый взгляд кажется несущественным – сознание.  Это явление не так-то просто описать, потому что большинство связанных с ним терминов, таких, как осведомленность или восприятие, приводят к замкнутому кругу.   

Мы можем описать процессы сознания с точки зрения их принадлежности, например, бодрствование, сон или потеря сознание от наркоза.  В то же время мы не осознаем большее количество движений нашего тела, мозг выполняет их автоматически. Наши сознательные переживания сопровождаются всеми видами двигательной активности, полученной качественным опытом.   

В свою очередь, наш опыт состоит из очень четких ощущений: цветов, которые мы видим; мелодий, которые мы слышим; вкуса еды, который мы чувствуем. Нейроны, или нервные клетки в нашем мозгу генерируют электрические импульсы, передавая испытываемые ощущения.  

Если посмотреть на одноклеточные организмы, такие как инфузория-туфелька, можно заметить отсутствие движения. Клетка плывет вперед автономно, натыкаясь на объект, она меняет направление. Назвать такое поведение сознательным будет неверно. Организм использует рефлексивное поведение. Он автоматически реагирует на внешние раздражители. Логично сделать вывод, что наличие богатого сенсорного аппарата и головного мозга необходимо для обладания сознанием. 

Однако это не совсем так. Парализованные пациенты, способные двигать лишь одним веком, все еще обладают сознанием. Пациенты с повреждением головного мозга, лишившиеся памяти или возможности испытывать эмоций, остаются в сознании. 

Суть сознания составляют восприятие и воображение, способность представления окружающего мира путем его познания. Но что это такое представление? Фотографии и видео также порождают представление о мире, однако являются лишь длинными строками информации на жестком диске, состоящими из нулей и единиц. Видеокамера не обладает сознанием. Получается, сознанием обладает только живая форма.  

Однако обладает ли сознанием лягушка, пытающаяся поймать муравья на экране вашего смартфона? Очевидно, что лягушка проявляет зачатки разума, обнаруживая съедобные объекты в своем поле зрения, но не может воспринять картину в целом, интерпретировать происходящее. Можно сказать, что лягушки имеют ограниченные возможности представления мира.  

Скорее всего, возможность приобретения полноценного сознательного опыта  зависит от многоуровневой, иерархической организации обработки информации в разных областях мозга.  Возникает новый вопрос. Можно ли  имитировать такой процесс с помощью компьютера?  

В последние годы роботы стали невероятно развитыми, возможно, в течение ближайшего десятилетия они даже станут умнее человека. Однако, быстрая обработка информации – это не то же самое, что сознание. Еще очень далеко до создания чего-то похожего на наш мозг, тем не менее, такую возможность исключать нельзя. Другой вопрос в том, хотим ли мы, чтобы это произошло?   

Связь эволюции и полового отбора  

Естественный отбор – это процесс, в котором люди с благоприятными генетическими чертами имеют больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Половой отбор–это процесс, в котором люди, с доминантными признаками выигрывают конкуренции за секс, и, как следствие, имеют больше шансов передать свои гены следующему поколению.  

Жизнь бессмертна. Не человек, а жизнь. Есть организмы, которые воспроизводятся путем деления. Один становится двумя, два четырьмя и так далее. Следовательно, они обычно не умирают. Конечно, они могут погибнуть от голода, жары или отсутствия воды, но если этого не произойдет, они продолжат делиться и умножаться. В этом и заключается суть жизни.  

Однако не все организмы размножаются таким образом. Некоторые обмениваются генами с другим организмом и только в этом случае могут размножаться. К таким видам относится и человек. Секс – это выбор  с кем делиться своими ценными генами. В таком аспекте половой отбор имеет огромное значение, ведь речь идет о бессмертии.  

В процессе эволюции люди развивались. Зубы адаптировались к новой пищи. Волосы стали реже и короче. Даже ходить человек стал совсем иначе, приспособившись к окружающей среде. Все это является следствием естественного отбора. Однако увеличение размеров нашего мозга трудно объяснить только естественным отбором, свою роль сыграл и половой отбор.   

  Мозг является наиважнейшим органом, он используется во всех областях жизни: при разговоре, в искусстве, науке, даже для получения более высокого статуса. Мозг это то, что делает нас людьми. Для сексуального партнера наш мозг сродни павлиньему хвосту. Он показывает,  насколько репродуктивно хорош партнер. Человек с большим мозгом говорит красивее, лучше сочиняет истории. Он может добиться более высокого положения в обществе, что соответственно приведет к большему количеству еды и секса. Другими словами умный человек передаст больше генов, что полностью соответствует течению эволюции. Таким образом, половой отбор имеет огромное значение. Благодаря ему мы и стали людьми.   

 Ссылка на источник изображений.