Ipoteza reginei negre, numit și Principiul Reginei Negre, Efectul Reginei Negre sau Rasa Reginei Negre, este o ipoteză evolutivă și poate fi formulată după cum urmează: În ceea ce privește sistemul evolutiv, specia are nevoie de schimbare și adaptare constantă pentru a-și menține existența în lumea biologică înconjurătoare, evoluând constant odată cu ea.
Termenul provine din Alice Through the Looking Glass de Lewis Carroll, din dialogul lui Alice cu Regina Neagră:
La noi, - spuse Alice, traducându-și cu greu răsuflarea, - când alergi cât poți de repede mult timp, cu siguranță vei ajunge în alt loc. - Ce țară lentă! strigă Regina. - Ei bine, aici, știi, trebuie să alergi cât poți de repede doar ca să stai în același loc.
Traducere de N. Demurova
Cursa înarmărilor
Propusă inițial de Lee van Valen (1973), metafora „cursă evolutivă a înarmărilor” a fost considerată adecvată pentru descrierile proceselor biologice, similar cu o cursă a înarmărilor între națiuni. Pe baza cercetărilor efectuate de Lee van Valen, el a descoperit că capacitatea unui grup de organisme de a supraviețui nu se îmbunătățește în timp și că probabilitatea de dispariție pentru orice specie este întâmplătoare și nu depinde de durata existenței sale pe planetă. . Astfel, șansele de supraviețuire ale unei specii sunt o cantitate nedeterminată.
Paradoxul de gen și semnificația lui
Autorul de știință Matt Ridley a popularizat termenul „Black Queen Effect” asociindu-l cu selecția sexuală în cartea sa Regina roșie: sexul și evoluția naturii umane(1993), în traducere rusă - „Sexul și evoluția naturii umane” (2011).
În populațiile bisexuale de ființe vii, bărbații, de regulă, reprezentând aproximativ jumătate din populație, nu au posibilitatea de a produce direct descendenți fără participarea sexului feminin (dacă nu au capacitatea biologică de a-și schimba sexul). ). La unele specii, cum ar fi leii, este obiceiul în rândul masculilor să omoare descendenții născuți dintr-un alt mascul (conform lui Richard Dawkins, aceasta este o manifestare a așa-numitei gene egoiste, al cărei scop este doar reproducerea și care poate, ca urmare, suprimă reproducerea altor gene). În plus, bărbații și femeile trebuie să cheltuiască resurse pentru a atrage și a concura pentru sexul opus. Selecția sexuală poate produce, de asemenea, trăsături care reduc capacitatea de supraviețuire a unei specii și a unui individ, astfel încât penajul viu colorat al păsărilor paradisului, folosit pentru a atrage perechea, crește în același timp probabilitatea de a fi observat de potențialii prădători. Astfel, reproducerea sexuală poate fi foarte ineficientă în ceea ce privește lupta pentru existență.
O posibilă explicație pentru faptul că aproape toate vertebratele sunt dioice este că sexul crește potențialul de adaptare. În primul rând, dacă apare o mutație benefică în rândul indivizilor care se reproduc asexuat, atunci nu există nicio modalitate ca această mutație să se răspândească, iar indivizii să primească gene de la alte linii ale speciei lor, care și-ar putea dezvolta propriile mutații benefice. În al doilea rând, amestecă alelele. Unele cazuri de variație ereditară ar putea fi benefice numai atunci când o mutație este asociată cu o altă mutație, iar reproducerea sexuală crește probabilitatea ca o astfel de combinație să apară.
Note
Legături
- Matt Ridley„Sexul și evoluția naturii umane”, - M: Eksmo, 2011, S.82-86. ISBN 978-5-699-48641-0
- (Engleză) Leigh Van Valen„O nouă lege evolutivă”. Teoria evoluționistă 1:1-30. 1973
În minunata carte a lui Lewis Carroll, Alice în Țara Minunilor, Pisica Cheshire îi spune personajului principal: „Pentru a rămâne pe loc, trebuie să alergi cât de repede poți, dar pentru a ajunge undeva, trebuie să alergi de cel puțin două ori mai repede!”.
În următoarea carte, Alice Through the Looking Glass, are loc următorul dialog între Alice și Regina Neagră:
- Cu noi, - spuse Alice, cu dificultate în traducerea respirației, - când alergi cât de repede poți mult timp, cu siguranță vei ajunge în alt loc.
- Ce țară lentă! strigă Regina. - Ei bine, aici, știi, trebuie să alergi cât poți de repede doar ca să stai în același loc.
De fapt, aici s-a născut termenul. „Teoria reginei negre” desemnând un concept, a cărui esență poate fi formulată astfel: „În ceea ce privește sistemul evolutiv, o specie are nevoie de schimbare și adaptare constantă pentru a-și menține existența în lumea biologică înconjurătoare, evoluând constant odată cu ea”.
Când „calul bătrân” strică brazda..
Ce înseamnă asta pentru noi?
Da, totul este foarte simplu - în lumea modernă totul se schimbă foarte repede și o încercare de a-ți trăi întreaga viață „pe aceeași lungime de undă”, în limbajul tinerilor, „nu funcționează”. Cu alte cuvinte, dacă sunteți obișnuit să lucrați „modul vechi” și nu doriți să învățați „trucuri noi”, atunci cel mai probabil „vântul schimbării vă va arunca de partea istoriei”.
Cert este că fiind într-o poziție statică, nu stăm pe loc, ci încrezători și cu o melodie dăm înapoi, adică ne degradăm. Din nou, acest lucru este ușor de observat în exemplul excesului de greutate - dacă încetați să vă controlați obiceiurile alimentare (adică „stați pe loc”), atunci nu veți observa cum îngrași o duzină sau două sau trei kilograme în plus de „grăsime”.
Dacă treci printr-o zi fără să faci nimic pentru a avansa chiar și cu un milimetru, se pare că nu s-a întâmplat nimic groaznic.
Zece zile- de asemenea, pare să nu fie nimic special (deși ar putea fi deja cu cel puțin un centimetru în față, dar se pare că s-a rostogolit înapoi cu un centimetru)
O sută de zile- probabil merită să vă faceți griji (la urma urmei, deja -10 cm)
o mie de zile- devine înfricoșător (rulat înapoi cu un metru)
Atât de aproape și de „groapa” din care nu se mai poate ieși...
Descoperirea lui Csikszentmihalyi
Există o rețetă de încredere pentru toate aceste orori de coșmar - este să fii într-o „stare de flux”. Fluxul în care intrăm atunci când ne desfășurăm munca vieții (afacerea preferată), adică auto-împlinirea (conceptul de flux a fost propus de psihologul american de origine maghiară Mihaly Csikszentmihalyi).
„Starea fluxului” Lucrul este foarte puternic și tocmai în ea artiștii și sportivii celebri obțin rezultate remarcabile și stabilesc recorduri. Aceasta, nu mă voi teme să spun asta, este starea de a atinge cea mai înaltă măiestrie.
Bărbatul care îndreptându-se spre Marele Său Scop este capabil să intre în „starea de flux” mai repede și mai ușor decât oricine altcineva. Pentru el, acesta este aproape un proces natural în care se poate scufunda oricând dorește. Iar acest lucru îi permite să treacă înaintea circumstanțelor externe și „să câștige împotriva Reginei Negre”.
În cadrul programului „Clădirea unei noi vieți” se pune un accent deosebit pe învățarea unei persoane să intre într-o stare de flux și să rămână în ea pentru un timp maxim posibil. Acest lucru este necesar pentru a obține rezultate „peste medie”.
Starea firului vs. procrastinare
Una dintre problemele dureroase ale omului modern este amânarea sau, în termeni mai simpli, amânarea constantă și autosabotarea internă. Se pare că trebuie să faci lucruri și înțelegi cât de important și necesar este, și nu vrei!
Oamenii încearcă să lupte cu amânarea inventând tot felul de trucuri, trucuri, trucuri și tehnici. Toate acestea sunt, în mare, o prostie completă. Și funcționează pe distanțe foarte scurte.
Pentru a nu suferi de amânare, o persoană trebuie să fie capabilă să rămână într-o „stare de flux”, iar pentru aceasta trebuie să ai o conștiință sănătoasă, care, din nou, nu poate fi dobândită fără realizarea de sine prin afacerea vieții. (afacere preferată). Totul este conectat!
Prin urmare, dacă vrei să fii cu un pas mai rapid și cu capul și umerii deasupra - găsește-ți Calea vieții și începe să mergi de-a lungul ei, realizându-te prin munca vieții tale!
În copilăria timpurie, am avut o prietenă (și încă mai am), iar apoi ea încă mai avea un tată care era om de știință, fizician nuclear. Basmul preferat al tatălui iubitei din cel al copiilor noștri a fost tocmai basmul despre Alice de Lewis Carroll. Nu l-am înțeles prea mult atunci și nu am înțeles nici basmul - fie Cenușăreasa obișnuită și scufițele roșii.
Acum, crescând mult și chiar puțin mai înțelept, am aflat că basmul despre Alice nu este atât de simplu și deloc nebunesc, ci dimpotrivă. Da, și a fost scris nu doar de un povestitor englez Lewis Carroll, ci și de profesorul de matematică la Universitatea Oxford Charles Lutwidge Dodgson (Carroll este un pseudonim). Tatăl prietenului, având cunoștințe vaste în fizică și matematică, a înțeles frumusețea legilor criptate ale lumii noastre în comportamentul eroilor din lumea imaginară a lui Alice.
Să luăm cel puțin unul dintre ele - Principiul (sau efectul, sau regula) al Reginei Negre din basmul „Prin oglindă”.
Primii care au observat corespondența cu această regulă, atât de corect formulată de Regina Neagră, au fost biologii care observau evoluția mamiferelor terestre. În termeni simpli, știm cu toții despre vânătoarea unui prădător pentru un ierbivor. Pentru a supraviețui aceluiași căprior, trebuie să alergi repede. Dar nu doar repede, ci mai repede decât un lup. Fiecare generație ulterioară de căprioare aleargă din ce în ce mai repede, pentru că doar cei mai rapizi supraviețuiesc. Dar lupul, pentru a nu rămâne flămând, trebuie să alerge mai repede din generație în generație.
Richard Dawkins, etolog englez, biolog evoluționist, a numit acest principiu „cursa înarmărilor evolutive”.
Adevărat, ei spun că paleontologul Lee van Valen a rostit această metaforă chiar mai devreme, încercând să explice rata constantă de dispariție a speciilor biologice tocmai după principiul Reginei Negre.
Ecologiștii Robert MacArthur și Edward O. Wilson, care au formulat-o în cartea The Theory of Island Biogeography, și-au construit legea pe același efect al Reginei Negre. Pe scurt: animalele din specia A sunt aruncate de soartă pe o anumită insulă.La sosirea într-o nouă viață, specia va muri cel mai probabil, dar pentru a supraviețui (și, de asemenea, să se adapteze cât mai curând posibil), specia A trebuie activ se înmulţesc, populând pământul nou găsit. Dacă următoarea specie B este adusă pe această insulă, atunci aceasta va trebui să se adapteze nu numai unei noi vieți, ci și speciei A. Odată cu creșterea numărului de specii de animale de pe insulă, va trebui și numărul celor dispărute. crește. De-a lungul timpului, noii veniți își vor găsi din ce în ce mai mult propriile specii pe insulă, ceea ce înseamnă că numărul speciilor de animale nu va crește, dar dispariția se va opri. Dacă trasați rata de așezare (adică, numărul de specii noi care au sosit într-o anumită perioadă de timp) în raport cu numărul de specii care au colonizat deja insula, se observă că rata de așezare este mare atunci când numărul de locuitori din insula este mică și scăzută când numărul lor este mare. Această lege de echilibru MacArthur-Wilson poate fi aplicată cu ușurință și în teoria populației orașelor de către oameni.
De asemenea, nu este greu de urmărit principiul aplicării efectului Regina Neagră în economie, afaceri etc. Totul în jur se dezvoltă și, pentru a nu renunța la pozițiile odată cucerite, trebuie să „alergi cât de repede poți doar pentru a rămâne în același loc”. Cursa înarmărilor face necesară creșterea arsenalului în orice ramură a vieții, și nu numai la animale, ci și la oameni. Este posibil să te oprești vreodată? Pur teoretic - există, dar acesta este un subiect pentru o altă postare.
Termenul provine din lucrarea lui Lewis Carroll „Through the Looking-Glass”, din dialogul lui Alice cu Regina Neagră:
La noi, - spuse Alice, traducându-și cu greu răsuflarea, - când alergi cât poți de repede mult timp, cu siguranță vei ajunge în alt loc.
Ce țară lentă! strigă Regina. - Ei bine, aici, știi, trebuie să alergi cât poți de repede doar ca să stai în același loc.
Traducere de N. Demurova
Cursa înarmărilor
Paradoxul de gen și semnificația lui
Autorul de știință Matt Ridley a popularizat termenul „Black Queen Effect” asociindu-l cu selecția sexuală în cartea sa Regina roșie: sexul și evoluția naturii umane(1993), în traducere rusă - „Sexul și evoluția naturii umane” (2011).
În populațiile bisexuale de ființe vii, bărbații, de regulă, reprezentând aproximativ jumătate din populație, nu au posibilitatea de a produce direct descendenți fără participarea sexului feminin (dacă nu au capacitatea biologică de a-și schimba sexul). ). La unele specii, cum ar fi leii, este obiceiul în rândul masculilor să omoare descendenții născuți dintr-un alt mascul (conform lui Richard Dawkins, aceasta este o manifestare a așa-numitei gene egoiste, al cărei scop este doar reproducerea și care poate, ca urmare, suprimă reproducerea altor gene). În plus, bărbații și femeile trebuie să cheltuiască resurse pentru a atrage și a concura pentru sexul opus. Selecția sexuală poate produce, de asemenea, trăsături care reduc capacitatea de supraviețuire a unei specii și a unui individ, astfel încât penajul viu colorat al păsărilor paradisului, folosit pentru a atrage perechea, crește în același timp probabilitatea de a fi observat de potențialii prădători. Astfel, reproducerea sexuală poate fi foarte ineficientă în ceea ce privește lupta pentru existență.
O posibilă explicație pentru faptul că aproape toate vertebratele sunt dioice este că sexul crește potențialul de adaptare. În primul rând, dacă apare o mutație benefică în rândul indivizilor care se reproduc asexuat, atunci nu există nicio modalitate ca această mutație să se răspândească, iar indivizii să primească gene de la alte linii ale speciei lor, care și-ar putea dezvolta propriile mutații benefice. În al doilea rând, amestecă alelele. Unele cazuri de variație ereditară ar putea fi benefice numai atunci când o mutație este asociată cu o altă mutație, iar reproducerea sexuală crește probabilitatea ca o astfel de combinație să apară.
O analiză a proceselor de speciație și dispariție a speciilor, efectuată pe resturi paleontologice pentru 19 familii de mamifere cenozoice, a arătat validitatea ipotezei Reginei Negre, potrivit căreia principala cauză a dispariției a fost deteriorarea treptată a calității mediu pentru clada în evoluție (grup de specii înrudite). Diversitatea întregului grup este redusă în mod egal din cauza scăderii ratei de speciație și datorită creșterii ratei de dispariție a speciilor.
Dispariția speciilor, precum și apariția lor în procesul de evoluție, are loc constant, deși extincțiile în masă atrag mai mult atenția publicului, evenimentele în sine sunt destul de rare. Pentru a explica rata constantă (de fundal) de dispariție a speciilor, biologii apelează din ce în ce mai mult la „ipoteza Reginei Roșii” propusă de paleontologul Leigh Van Valen; vezi: L. M. Van Valen, 1973. O nouă lege evolutivă (PDF, 2 MB). Această ipoteză ne trimite la „Through the Looking-Glass”, la acel loc din acest basm neobișnuit de Lewis Carroll, unde Regina Roșie o face pe Alice să alerge din ce în ce mai repede. Când în cele din urmă se așează să se odihnească sub un copac, Alice, fără suflare, este surprinsă să constate că au rămas în același loc. Regina explică că, pentru a alerga mai departe, trebuie să alergi și mai repede. Și când Alice spune că totul este în neregulă în țara lor, regina remarcă, nu fără răutate: „O țară lentă!” („Ce țară lentă!”):
Alice se uită în jur uluită.
„Păi, cred că am fost sub acest copac tot timpul! Totul este așa cum a fost!”
„Desigur că este”, a spus Regina, „ce ai vrea?”
„Ei bine, în al nostruțară, spuse Alice, gâfâind încă puțin, în general ai ajunge în altă parte - dacă ai alerga foarte repede mult timp, așa cum am făcut noi.
„O țară lentă!” spuse Regina. "Acum, Aici, vezi tu, e nevoie de toată alergarea pe care o poți face, pentru a rămâne în același loc. Dacă vrei să ajungi în altă parte, trebuie să alergi de cel puțin două ori mai repede decât atât!”
Alice se uită în jur uluită.
Ce este asta? ea a intrebat. - Am stat sub acest copac! Nu ne-am mutat un singur pas?
Ei bine, desigur că nu, spuse Regina. - Ce ai vrut?
La S.U.A- spuse Alice, cu dificultate în a-și traduce respirația, - când alergi cât poți de repede mult timp, cu siguranță vei ajunge în alt loc.
Ce țară lentă! spuse Regina. - Bine si AiciȘtii, trebuie să alergi cât de repede poți doar pentru a rămâne în același loc! Dacă vrei să ajungi în alt loc, atunci trebuie să alergi de cel puțin două ori mai repede!
(Traducere de N. Demurova)
Biosfera noastră, însă, nu este deloc o țară lentă. De asemenea, evoluția ființelor vii care are loc în ea nu se poate opri, deoarece mediul este în continuă schimbare. Dacă unele organisme încetinesc rata de evoluție și încetează să corespundă mediului în schimbare rapidă, pur și simplu se sting. În procesul de selecție naturală, prin evoluția darwiniană clasică, apar noi specii care sunt mai potrivite noilor condiții.
Tiago B. Quental de la Departamentul de Ecologie de la Universitatea din São Paulo (São Paulo, Brazilia) și Charles R. Marshall de la Muzeul Paleontologic al Universității din California (Berkeley, California, SUA) au decis să verifice dacă reginele negre sunt procesul de extincție a mamiferelor terestre din Cenozoic. Autorii au analizat ratele de apariție și extincție a genurilor de mamifere din 19 familii. Unele dintre aceste familii s-au dispărut complet, diversitatea altora (de exemplu, elefanți, rinoceri, cai) a fost mult redusă. Am ales doar acele familii în care existau destul de multe genuri - de la 5 la 41 (în majoritatea cazurilor mai mult de 10 sau chiar 20) și pentru care exista material stratigrafic bun, adică rămășițele lor s-au păstrat într-un număr de straturi care acoperă o perioadă lungă de timp.
Modelul propus de autori, așa cum subliniază ei înșiși, amintește de binecunoscutul model de biogeografie insulară de MacArthur și Wilson (vezi: Teoria echilibrului MacArthur-Wilson). Modelul MacArthur–Wilson ia în considerare rata de colonizare a unei insule de către specii noi și rata de dispariție a speciilor deja prezente în funcție de numărul de specii de pe insulă (Fig. 1). La începutul așezării, rata acestui proces este maximă, dar pe măsură ce specii sunt adăugate pe insulă, aceasta scade la zero (nu mai apar specii noi pe insulă). Rata de dispariție a speciilor se schimbă în sens invers: când sunt puține specii (începutul așezării), atunci încă nu există nimeni care să se stingă, dar cu cât sunt mai multe specii pe insulă, cu atât rata lor este mai mare. extincţie.
În modelul lui Kenthal și Marshall, în loc de rata populației, apare rata de speciație (mai precis, formarea genurilor, deoarece este dificil de determinat la o specie). Este esențial ca formarea de noi specii și dispariția altora în toate cladele (grupe de specii înrudite), conform ipotezei Reginei Negre, să se desfășoare simultan aproximativ în același ritm, întrucât mediul se schimbă treptat, ceea ce este din ce în ce mai puțin potrivite pentru speciile formate anterior. Dar ipoteza opusă a „ruderii jucătorului” (vezi: ruina jucătorului de noroc) prezice schimbări bruște aleatorii în mediu.
O analiză a datelor disponibile cercetătorilor ne permite să tragem mai multe concluzii. În primul rând, durata fazei de creștere a diversității este egală cu durata fazei de scădere a diversității (Fig. 2). În al doilea rând, atât rata specifică (adică pe gen) de formare a noilor forme, cât și rata dispariției acestora depind de diversitatea observată (ca în modelul MacArthur-Wilson): la un anumit nivel de diversitate, aceste procese sunt echilibrate. . În al treilea rând, un rezultat neașteptat a fost că în timpul fazei de declin a diversității, o reducere a ratei de formare a noilor specii (genuri) a contribuit nu mai puțin decât o creștere a ratei de dispariție.
De fapt, rata medie inițială de speciație este foarte apropiată de rata finală de extincție, iar rata finală de speciație este la fel de scăzută ca rata inițială de extincție. Acest lucru se vede în mod deosebit în figura (Fig. 3), care arată media pentru toate cele 19 familii studiate a traiectoriei proceselor de formare a noilor specii și a dispariției acestora. Din paleontologie se cunosc o serie de exemple când scăderea diversității unui anumit grup s-a explicat nu atât prin rata mare de dispariție, cât prin rata scăzută de formare a noilor specii.
Autorii propun o modificare cantitativă a modelului MacArthur-Wilson, reducând rata înnăscută de speciație și crescând rata înnăscută de extincție. În acest caz, diversitatea de echilibru așteptată scade treptat la zero și apoi merge în regiunea valorilor negative. Întreaga cladă se stinge în același timp (vezi Fig. 4: Regina Neagră care rulează simbolizează deteriorarea calității habitatelor).