Физический смысл суммарной ПС родов

[Комбинатор]

Александр, вопрос в первую очередь к вам, как к автору, предложившему данную величину. На сколько я понял из вашей статьи, исходными данными для получения зависимости кривой ПС от времени послужили данные из базы Джека Сепкоски. Опять же, если я понимаю правильно, эта база построена непосредственно на основе палеонтологического материала, и никакой постобработке не подвергалась. Внешний вид кривой действительно даже чисто визуально очень сильно напоминает кривую роста народонаселения С.П.Капицы. Было бы очень красиво, если бы рост числа видов соотвествовал росту
народнонаселения Земли (в линейной шкале СИСТЕМНОГО времени), но ПС принять аналогом числа населяющих Землю людей можно лишь с натяжкой. В связи с этим, у меня родилась следующая мысль. В базе, ясное дело, присутствуют лишь фактически обнаруженные роды. Соответственно, считать фактическое число родов пропорциональным их количеству в базе на определённый период времени было бы не совсем правильным, ведь вероятность обнаружения рода палеонтологами явно зависит от фактической продолжительности существования рода. Например, если какой-то род просуществовал менее миллиона лет, то вероятность того, что он
вообще не был обнаружен учёными достаточно высока, тем более, при такой короткой продолжительности существования он, скорее всего, так и не успел
выйти за рамки территории, на которой он зародился. С другой стороны, для ныне существующих родов достаточно найти хотя бы одного представителя, жившего, скажем 500 млн. лет назад, как уже смело можно вносить его в базу с такой огромной продолжительностью существования. Конечно, я намеренно упрощаю ситуацию, и на практике, видимо, всё гораздо сложнее, но идея, думаю, понятна. Так как вероятность обнаружения рода зависит от его ПС, то в базе, по-видимому, наблюдается перевес родов с большой ПС по сравнению с родами, у которых была малая ПС. А вводя понятие суммарной ПС всех родов мы как бы компенсируем этот эффект, учитывая роды, которые находятся надёжнее, с бОльшими весовыми коэффициентами. По видимому, это особенно важно в момент кризисов, когда родообразование, по идее, должно было ускоряться, но большинство из "пробных" родов не выдержали проверку временем и прожили так недолго, что даже не были обнаружены. Соответственно, минимумы
на графике числа родов на самом деле, возможно, получаются слишком переконтрастированными, а при придании при подсчётах приоритета лишь более надёжным данным, скачки в значительной степени нивелируются, что, собственно, и наблюдается на кривой суммарной ПС. Как вы считаете, такая трактовка имеет право на жизнь?

P.S.
Извините за нахальство, что я со своими любительскими знаниями влезаю в интерпретацию вашей работы. Если всё изложенное чушь, можете не отвечать.

[Марков Александр]

На сколько я понял из вашей статьи, исходными данными для получения зависимости кривой ПС от времени послужили данные из базы Джека Сепкоски. Опять же, если я понимаю правильно, эта база построена непосредственно на основе палеонтологического материала, и никакой постобработке не подвергалась.

Совершенно верно.

Внешний вид кривой действительно даже чисто визуально очень сильно напоминает кривую роста народонаселения С.П.Капицы. Было бы очень красиво, если бы рост числа видов соотвествовал росту
народнонаселения Земли (в линейной шкале СИСТЕМНОГО времени), но ПС принять аналогом числа населяющих Землю людей можно лишь с натяжкой.

Я как раз считаю, что суммарная ПС по смыслу гораздо ближе к "численности  населения", чем число видов или родов. Представьте себе, что мы оценивали бы численность населения земли по числу племен или народов. И при этом, допустим, средняя численность племени в ходе истории неуклонно растет. В итоге получим большую систематическую ошибку. Именно это и будет происходить, если мы будем оценивать "суммарную численность", или "сумму жизни" биоты по числу родов. Ведь в течение фанерозоя среднее мгновенное число видов и особей в среднестатистическом роде, судя по всему, неуклонно росло. Суммарная ПС используется как косвенная оценка "суммарной численности", на основе обоснованного предположения, что продолжительность существования рода положительно коррелирует с его средней мгновенной численностью.

В базе, ясное дело, присутствуют лишь фактически обнаруженные роды. Соответственно, считать фактическое число родов пропорциональным их количеству в базе на определённый период времени было бы не совсем правильным, ведь вероятность обнаружения рода палеонтологами явно зависит от фактической продолжительности существования рода. Например, если какой-то род просуществовал менее миллиона лет, то вероятность того, что он
вообще не был обнаружен учёными достаточно высока, тем более, при такой короткой продолжительности существования он, скорее всего, так и не успел
выйти за рамки территории, на которой он зародился.

Да, но если этот род был массовым, его скорее всего все-таки найдут. А если он был не только короткоживущим, но и малочисленным (а так чаще всего и бывает), и его не нашли палеонтологи, то это и не очень страшно в данном случае, потому что такой род внес очень маленький вклад в "суммарную численность".

С другой стороны, для ныне существующих родов достаточно найти хотя бы одного представителя, жившего, скажем 500 млн. лет назад, как уже смело можно вносить его в базу с такой огромной продолжительностью существования.

Вы совершенно правы. Этот источник возможных ошибок был рассмотрен впервые Раупом и известен под названием "притяжение современности" (pull of the recent). В ряде работ пытались оценить, насколько этот эффект искажает картину. В том числе - в моей работе 2003 г. о реконструкции динамики видового разнообразия (есть на сайте). Вроде бы получается, что влияние этого эффекта не очень велико.

Так как вероятность обнаружения рода зависит от его ПС, то в базе, по-видимому, наблюдается перевес родов с большой ПС по сравнению с родами, у которых была малая ПС. А вводя понятие суммарной ПС всех родов мы как бы компенсируем этот эффект, учитывая роды, которые находятся надёжнее, с бОльшими весовыми коэффициентами. По видимому, это особенно важно в момент кризисов, когда родообразование, по идее, должно было ускоряться, но большинство из "пробных" родов не выдержали проверку временем и прожили так недолго, что даже не были обнаружены. Соответственно, минимумы
на графике числа родов на самом деле, возможно, получаются слишком переконтрастированными, а при придании при подсчётах приоритета лишь более надёжным данным, скачки в значительной степени нивелируются, что, собственно, и наблюдается на кривой суммарной ПС. Как вы считаете, такая трактовка имеет право на жизнь?

Я именно так все это и трактую. Спасибо за интерес к этой теме и за Ваши замечания!
Хочу еще заметить, что в большинстве работ, посвященных количественному анализу палеонтологических данных, первые чуть ли не полстатьи обычно посвящены источникам возможных ошибок. При помощи всевозможных мат. моделей и др. способами оценивался возможный эффект различных аспектов неполноты летописи, неравномерной изученности и т.п. И общий вывод получается в целом такой, что все-таки эти данные более-менее достоверны, несмотря на все огрехи, и достаточно адекватно отражают реальный ход развития биоты.

[Комбинатор]

Я как раз считаю, что суммарная ПС по смыслу гораздо ближе к "численности  населения", чем число видов или родов. Представьте себе, что мы оценивали бы численность населения земли по числу племен или народов. И при этом, допустим, средняя численность племени в ходе истории неуклонно растет. В итоге получим большую систематическую ошибку. Именно это и будет происходить, если мы будем оценивать "суммарную численность", или "сумму жизни" биоты по числу родов.

Не совсем согласен.
Во-первых, понятие племени или народа, ИМХО, ещё менее чётко определено, чем понятие рода. Как считать народы? По гос. границам? - они довольно-таки сильно вариабильны. По языкам? Но и здесть нет чёткой грани. По мере движения, например, из центральной России (скажем, поволжья) на запад, постепенно меняются диалекты, одни слова исчезают, другие появляются, и мы де-факто имеем довольно плавный переход. Скажем, язык западной Украины весьма близок  к польскому и т.д.
Во-вторых, я думаю, численность популяции у зрелых, сформировавшихся видов (родов) на достаточно больших промежутках времени примерно постоянна, ибо определяется установившимся балансом  в местных экосистемах. Во всяком случае, я помню, что в книжке Капицы утверждается, что численность популяций различных видов млекопитающих, живущих в природных условиях, и близких по массе к человеку, примерно одинакова, и составляет по порядку величины около  10^4 особей.

Ведь в течение фанерозоя среднее мгновенное число видов и особей в среднестатистическом роде, судя по всему, неуклонно росло.

Александр, на счёт увеличения числа особей в среднестатистическом роде, по каким палеонтологическим призакам это можно заключить?

Суммарная ПС используется как косвенная оценка "суммарной численности", на основе обоснованного предположения, что продолжительность существования рода положительно коррелирует с его средней мгновенной численностью.

Вот этом пункте, пожалуй, соглашусь.

Да, но если этот род был массовым, его скорее всего все-таки найдут. А если он был не только короткоживущим, но и малочисленным (а так чаще всего и бывает), и его не нашли палеонтологи, то это и не очень страшно в данном случае, потому что такой род внес очень маленький вклад в "суммарную численность".

Если под  "суммарной численностью" понимать количество особей, то тоже соглашусь.

Вы совершенно правы. Этот источник возможных ошибок был рассмотрен впервые Раупом и известен под названием "притяжение современности" (pull of the recent). В ряде работ пытались оценить, насколько этот эффект искажает картину. В том числе - в моей работе 2003 г. о реконструкции динамики видового разнообразия (есть на сайте). Вроде бы получается, что влияние этого эффекта не очень велико.

Понятно.

Я именно так все это и трактую. Спасибо за интерес к этой теме и за Ваши замечания!
Хочу еще заметить, что в большинстве работ, посвященных количественному анализу палеонтологических данных, первые чуть ли не полстатьи обычно посвящены источникам возможных ошибок. При помощи всевозможных мат. моделей и др. способами оценивался возможный эффект различных аспектов неполноты летописи, неравномерной изученности и т.п. И общий вывод получается в целом такой, что все-таки эти данные более-менее достоверны, несмотря на все огрехи, и достаточно адекватно отражают реальный ход развития биоты.

Это вам спасибо за интереснейший, и, в то же время,  высокопрофессиональный сайт (что, к сожалению, не так уж часто бывает)!

По поводу ПС, я, собственно, клоню вот к чему. Капица считает, что гиперболический характер закон роста народонаселения говорит о информационной природе этого роста. Я с этим согласен. С другой стороны, и гиперболический характер роста биоты тоже, в этом случае, логично пытаться объяснить с точки зрения накопления информации. Ведь увеличение числа видов, это увеличения разннобразия биоты, другими словами, уменьшения её энтропии. А информация как раз и измеряет изменения энтропии. Где хранится информация, накопленная биотой, за миллиарды лет своей эволюции? Очевидно, в генах, больше негде, ибо передача информации путём целенаправленного обучения играет по сравнению с генетической информацией, по видимому, лишь вспомогательную роль, даже у высших млекопитающих. Ситуация изменилась лишь с появлением человека, но это предмет отдельного обсуждения...
Так вот, если предположить, что оценку информациии, накопленной биотой можно  выполнить, оценив объём информации, содержащейся в генах всей биоты, то можно пытаться строить график роста информации, накопленной биотой, в  зависимости от времени. В очень грубом приближении её можно считать пропорциональной количеству мгновенно живущих видов (или родов, так как различать виды по тем останкам организмов, которые можно найти в археологических слоях, видимо очень трудно). Но можно попытаться сделать и несколько более точные оценки...
К сожалению, дальше писать пока нет времени,  постараюсь закончить свою мысль сегодня вечером...

[Комбинатор]

Продолжаю...
Для оценки степени разнообразия биоты можно использовать общее количество информации, содержащейся во всех генах биоты. Как известно, генетический код всех видов (кроме бактерий), состоит из постоянной для данного вида  части  (для человека, по разным оценкам, на скольуо я помню, это от 99.5 до 99.8%) и переменной части, опичывающей индивидуальность конкретной особи. По видимому, при вычислении полного количества информации биоты можно учитывать лишь постянную часть (я могу попробовать это обосновать, когда у меня будет больше времени). Таким образом, оценку сверху  "мгновенного"  количества информации в биоте можно, по видмому, получить проинтегрировав длину генетического кода всех живущих на данный момент видов. Но это будет очень грубая оценка. Для более точной оценки нужно учитвать, что генетические коды видов, входящих в одно семейство, во многом совпадают. Двигаясь вверх по иерархической лестнице, мы можем сказать то же самое для родов одного семейства и т.д.  Если бы какой-нибудь палеонтолог смог при помощи подобного метода хотя бы грубо оценить, как менялось полное количество информации в биоте со временем, я сильно подозреваю, что получилась бы всё та же гипербола.  Так сказать, второй закон термодинамики наоборот.!
Так вот, мне кажется, что ПС родов  в той или иной степени оказывается величиной, пропорциональной кол-ву информации в биоте, именно поэтому мы м имеем гиперболу. Кстати говоря, точно так же, количество людей на Земле оказывается пропорциональным количеству накопленной цивилизацией информации...

[Марков Александр]

Во-первых, понятие племени или народа, ИМХО, ещё менее чётко определено, чем понятие рода. Как считать народы? По гос. границам? - они довольно-таки сильно вариабильны. По языкам? Но и здесть нет чёткой грани. По мере движения, например, из центральной России (скажем, поволжья) на запад, постепенно меняются диалекты, одни слова исчезают, другие появляются, и мы де-факто имеем довольно плавный переход. Скажем, язык западной Украины весьма близок  к польскому и т.д.

- Ну так ведь и в систематике те же проблемы. Палеонтологический род или тем более вид - ничуть не более четкое понятие, чем "народ" в современной этнографии.

Во-вторых, я думаю, численность популяции у зрелых, сформировавшихся видов (родов) на достаточно больших промежутках времени примерно постоянна, ибо определяется установившимся балансом  в местных экосистемах. Во всяком случае, я помню, что в книжке Капицы утверждается, что численность популяций различных видов млекопитающих, живущих в природных условиях, и близких по массе к человеку, примерно одинакова, и составляет по порядку величины около  10^4 особей.

На относительно коротких интервалах времени - да, постоянна. А на больших - нет. Так же как и "баланс экосистем" не вечен. И в развитии человечества численность среднестатистического этноса, безусловно, в целом растет (какие бы критерии ни применялись для выделения этносов).

Александр, на счёт увеличения числа особей в среднестатистическом роде, по каким палеонтологическим призакам это можно заключить?

У меня нет прямых данных по численности особей, но по косвенным признакам можно заключить, что это так. Ну, например среднестатистический род млекопитающих (ископаемых) включает значительно больше видов, и существует гораздо дольше, чем среднестатистический род динозавров. Думаю, то же самое наблюдается в парах голосеменные/покрытосеменные, брахиоподы/двустворки и т.п. То есть при смене доминирующих таксонов в итоге побеждают группы, у которых среднее число видов (и, очевидно, особей) в роде - больше. И общий рост средней ПС родов в Фанерозое, видимо, говорит о том же.

По поводу ПС, я, собственно, клоню вот к чему. Капица считает, что гиперболический характер закон роста народонаселения говорит о информационной природе этого роста. Я с этим согласен. С другой стороны, и гиперболический характер роста биоты тоже, в этом случае, логично пытаться объяснить с точки зрения накопления информации. Ведь увеличение числа видов, это увеличения разннобразия биоты, другими словами, уменьшения её энтропии. А информация как раз и измеряет изменения энтропии. Где хранится информация, накопленная биотой, за миллиарды лет своей эволюции? Очевидно, в генах, больше негде, ибо передача информации путём целенаправленного обучения играет по сравнению с генетической информацией, по видимому, лишь вспомогательную роль, даже у высших млекопитающих. Ситуация изменилась лишь с появлением человека, но это предмет отдельного обсуждения...
Так вот, если предположить, что оценку информациии, накопленной биотой можно  выполнить, оценив объём информации, содержащейся в генах всей биоты, то можно пытаться строить график роста информации, накопленной биотой, в  зависимости от времени. В очень грубом приближении её можно считать пропорциональной количеству мгновенно живущих видов (или родов, так как различать виды по тем останкам организмов, которые можно найти в археологических слоях, видимо очень трудно). Но можно попытаться сделать и несколько более точные оценки...
К сожалению, дальше писать пока нет времени,  постараюсь закончить свою мысль сегодня вечером...

Мне такие рассуждения в целом нравятся. Правда, хотелось бы конкретизировать понятие "информационная природа роста".

[Марков Александр]

Так вот, мне кажется, что ПС родов  в той или иной степени оказывается величиной, пропорциональной кол-ву информации в биоте, именно поэтому мы м имеем гиперболу. Кстати говоря, точно так же, количество людей на Земле оказывается пропорциональным количеству накопленной цивилизацией информации...

Хотелось бы верить, что суммарная ПС это отражает. По поводу предложенных методов оценки суммарной информации биоты через размеры геномов - тут, конечно, много возражений. Например, пренебрегать "переменной частью генома",  изменчивостью, т.е. "индивидуальностью" отдельных особей, мне кажется, нельзя. Это как раз очень ценный блок "биотической информации". Во-вторых, количество информации, конечно, нельзя измерять просто размером генома. Тут нужно учитывать семантику, а для этого пока просто нет научного аппарата. Ведь геном человека, например, по размеру ничуть не больше, чем у многих других многоклеточных, даже низших. Важно ведь не "сколько бумаги извели", а сколько ценной информации вложили в текст. А как эту "ценность" измерить?

[Комбинатор]

- Ну так ведь и в систематике те же проблемы. Палеонтологический род или тем более вид - ничуть не более четкое понятие, чем "народ" в современной этнографии.

Да, конечно, это общая проблема большинства методов классификации в случаях, когда чётких границ между классами нет.

На относительно коротких интервалах времени - да, постоянна. А на больших - нет. Так же как и "баланс экосистем" не вечен. И в развитии человечества численность среднестатистического этноса, безусловно, в целом растет (какие бы критерии ни применялись для выделения этносов).

Да. Но я считаю, что взрывной рост числа Хомо Сапиенс это скорее исключение из общего правила. Кроме того, наш вид (да и род) по эволюционным меркам очень молодой, и по этой причине его вклад в воображаемую кривую ПС  земной  биоты скорее всего пренебрежительно мал.

У меня нет прямых данных по численности особей, но по косвенным признакам можно заключить, что это так. Ну, например среднестатистический род млекопитающих (ископаемых) включает значительно больше видов, и существует гораздо дольше, чем среднестатистический род динозавров. Думаю, то же самое наблюдается в парах голосеменные/покрытосеменные, брахиоподы/двустворки и т.п. То есть при смене доминирующих таксонов в итоге побеждают группы, у которых среднее число видов (и, очевидно, особей) в роде - больше. И общий рост средней ПС родов в Фанерозое, видимо, говорит о том же.

Спасибо, понятно.

Мне такие рассуждения в целом нравятся. Правда, хотелось бы конкретизировать понятие "информационная природа роста".

Если в двух словах, то я себе это понимаю примерно так. По мере эволюционного развития биоты, в ней (в генах) накапливается всё больше информации. Для того, что бы эту информацию хранить, приходится непрерывно увеличивать длину ДНК. Чем более "продвинутый" род, тем больше среднестатистическая длина его ДНК. Соответственно, и больше вероятность мутации этой ДНК. А именно мутации  являются, в конечном итоге, одним из основных источников генерации новых видов.

[Комбинатор]

Хотелось бы верить, что суммарная ПС это отражает. По поводу предложенных методов оценки суммарной информации биоты через размеры геномов - тут, конечно, много возражений. Например, пренебрегать "переменной частью генома",  изменчивостью, т.е. "индивидуальностью" отдельных особей, мне кажется, нельзя. Это как раз очень ценный блок "биотической информации"

Для меня этот вопрос тоже неоднозначен. Если рассматривать процесс эволюции биоты как работу некого мифического био-суперкомпьютера, извлекающего информацию из природы, и сохраняющего потом её на "внешних носителях" - генах, то "индивидуальная" информация особи может интерпретироваться как его вычислительная часть, перебирающая варианты для оптимизации фитнесс-функции с частотой 10^-3 - 10^-8 герц (в зависимости от типичного времени размножения). Кроме того, если учитывать индивидуальную информацию, то делать оценки гораздо труднее, так как при этом необходимо знать  абсолютное количество особей каждого вида, жившего на Земле многие десятки и сотни миллионов лет назад, что представляется достаточно трудноразрешимой задачей. Короче говоря, пока я решил ограничиться учётом лишь общей для всех особей вида информацией, хотя и согласен, что это существенно снижает точность  оценок...

Во-вторых, количество информации, конечно, нельзя измерять просто размером генома. Тут нужно учитывать семантику, а для этого пока просто нет научного аппарата. Ведь геном человека, например, по размеру ничуть не больше, чем у многих других многоклеточных, даже низших.

Да, но это потому, что человек давно использует другие (негенетические) методы сохранения накопленной им, как видом, информациии. Что же касается общей тенденции, то до сих пор я был уверен, что она такова, что у эволюционно более поздних видов длина ДНК, в среднем, больше. Поэтому Вы меня сильно огорошили...
Александр, а Вы можете привести конкретные примеры эволюционно значительно более ранних видов, у которых длина ДНК сравнима с оной у млекопитающих или высших растений? А ещё лучше, если бы Вы смогли помочь мне найти сайт, на котором была бы систематизирована информация о длине генетического кода как можно большего числа видов от простейших до млекопитающих.

Важно ведь не "сколько бумаги извели", а сколько ценной информации вложили в текст. А как эту "ценность" измерить?

Да, конечно. В сущности, здесь у меня есть лишь надежда на то, что биота не хранит ничего лишнего, то есть, той информации, которая в конечном итоге не помогает виду выжить. Поэтому, длина генетического кода конкретного вида всё же статистически коррелирует с заключённой в нём информацией. В этой связи, очень интересно назначение участков ДНК, не кодирующих белки...

[Марков Александр]

Размер генома у внутриклеточных паразитических бактерий - порядка 1-2 млн. пар оснований (мпо); у свободноживущих бактерий обычно 3-5 мпо, бывает и 9-10 мпо.

У эвкариот размер генома варьирует очень сильно.
У некоторых одноклеточных эвкариот геном ненамного больше, чем у бактерий:
Saccharomyces cerevisae - 12 мпо
Или даже меньше:
Trypanosoma brucei - 2 мпо

У многоклеточных - обычно гораздо больше, например:

дрозофила - 159 мпо,
нематода C.elegans - 100 мпо,
цветковое растение Arabidopsis thaliana - 120 мпо
сверчок Laupala -1910 мпо
кузнечик Podisma - 18150 мпо.
млекопитающие (грызуны, приматы) - порядка 3000 мпо.
Почему у какого-то кузнечика геном в 6 раз больше, чем у грызунов и приматов?
Никто не знает.

В целом наблюдается только один реальный "скачок" в размере генома, соответствующий переходу от одноклеточных к многоклеточным. И все.

Информация о том, с какими параметрами коррелирует размер генома, есть в этой статье:
http://euplotes.biology.uiowa.edu/web/IBS593/week9/Petrov.pdf
Из этого материала видно, что размер генома коррелирует с чем угодно, только не с морфологической сложностью многоклеточного организма!

[Комбинатор]

Александр, спасибо за интересную информацию. Я думаю Вам более-менее обстоятельно ответить в течении нескольких дней. Пока могу дать ещё пару ссылок по обсуждаемой теме, которые мне удалось нарыть в и-нете:

Статья, содержащая возражения некоторым элементам теории Петрова:
http://www.genomesize.com/rgregory/reprints/TIG1.pdf

База данных с новейшими данными по длине кода разнообразных современных видов:

http://www.genomesize.com/summary.htm

[Комбинатор]

Размер генома у внутриклеточных паразитических бактерий - порядка 1-2 млн. пар оснований (мпо); у свободноживущих бактерий обычно 3-5 мпо, бывает и 9-10 мпо.

У эвкариот размер генома варьирует очень сильно.
У некоторых одноклеточных эвкариот геном ненамного больше, чем у бактерий:
Saccharomyces cerevisae - 12 мпо
Или даже меньше:
Trypanosoma brucei - 2 мпо

У многоклеточных - обычно гораздо больше, например:

дрозофила - 159 мпо,
нематода C.elegans - 100 мпо,
цветковое растение Arabidopsis thaliana - 120 мпо
сверчок Laupala -1910 мпо
кузнечик Podisma - 18150 мпо.
млекопитающие (грызуны, приматы) - порядка 3000 мпо.
Почему у какого-то кузнечика геном в 6 раз больше, чем у грызунов и приматов?
Никто не знает.

В целом наблюдается только один реальный "скачок" в размере генома, соответствующий переходу от одноклеточных к многоклеточным. И все.

Информация о том, с какими параметрами коррелирует размер генома, есть в этой статье:
http://euplotes.biology.uiowa.edu/web/IBS593/week9/Petrov.pdf
Из этого материала видно, что размер генома коррелирует с чем угодно, только не с морфологической сложностью многоклеточного организма!

Александр, вот некоторые мои мысли по обсуждаемой проблеме.
Из статьи, на которую я ссылался вчера, вроде бы следует, что процесс уменьшения длины генома идёт чуть ли не на порядок медленнее, чем процесс его увеличения (образно говоря, набрать лишний вес легко, в вот сбросить его потом гораздо сложнее). Исходя из этого факта, и того обстоятельства, что на скорость      увеличения длины ДНК, по видимому, влияет масса разнообразных факторов, и, в первую очередь, скорость изменения внешних условий для конкретного вида, можно, видимо, заключить, что после появления, например, нового класса, он начинает быстро дробиться на роды и виды, каждый из которых имеет, вообще говоря, разную эволюционную траекторию и, следовательно, увеличивает размер своей молекулы ДНК с разной скоростью. Но если родов много, то всегда есть достаточно высокая вероятность, что какой-то род (вид) жил в достаточно стабильных условиях, и, следовательно, прирост его ДНК был относительно небольшим. Таким образом, можно предположить следующий метод оценки порядка длины ДНК конкретного класса ВО ВРЕМЯ ЕГО ЗАРОЖДЕНИЯ.  Берём информацию о всех изученных к настоящему моменту видах данного класса, и выбираем тот из них, который обладает наименьшей длиной ДНК. Конечно, данный метод предпологает, что мы знаем достаточно много видов в данном классе, что бы результат был более-менее статистически значимым. Так вот, применим этот метод к базе данных, приведённой во второй ссылке. Будем рассматривать лишь классы, для которых известно 30 видов или более.

В этом случае, получается следующая таблица (длина кода дана в pg):

Млекопитающе - 1.7
Рептилии - 1.1
Птицы - 1.0
Амфибии - 0.95
Иглокожие - 0.5
Рыбы - 0.4
Моллюски - 0.4
Ракообразные - 0.16
Насекомые - 0.09
Паукообразные - 0.08
Кольчатые черви - 0.08
Плоские черви - 0.06
Нематоды - 0.03

Отметим, что для иглокожих и нематод стат. достоверность результата ниже, чем для остальных классов, так как в базе есть данные для менее, чем 50 видов каждого из них, а по большинству остальных классов имеются данные по более, чем 100 видам.

Так вот,  на мой взгляд, корреляция с морфологической сложностью, и, соответственно, возрастом класса, на мой взгляд, явно имеет место быть. Хотя, конечно, есть и некоторые исключения, связанные, по видимому, с существенным влиянием других факторов (размер клетки и т.д.). Думаю, если влияние этих факторов скомпенсировать, то корреляция будет ещё более ярко выражена.

Катати, если бы Вы могли дополнить приведённую выше таблицу данными о примерном времени появления каждого класса, а так же данными по простейшим одноклетнчным и бактериям, было бы вдвойне интересно проанализировать это всё в комплексе.

[Марков Александр]

Знаете, очень классно у Вас это получилось! Действительно, взять минимальный размер генома в каждой группе - это очень разумно. И действительно, выстраивается ряд.
Чтобы найти нужную информацию, мне понадобится какое-то время.

[Марков Александр]

Очень трудно указать точную дату первого появления крупных групп. Понятно, что самые древние находки – всегда и самые спорные во всех отношениях. Поэтому говорят о "первых возможных .... (подставить название группы)", "первых вероятных .....", "первых несомненных ..... ", причем временные интервалы между ними могут быть весьма велики. Привожу цифры, выведенные в основном методом "волевого решения", причем совершенно ясно, что специалист по каждой конкретной группе за каждую из этих цифр может меня убить, и будет в чем-то прав.

Млекопитающе - 1.7........ 220 млн. лет назад
Рептилии - 1.1............... 300
Птицы - 1.0.................. 155
Амфибии - 0.95.............  370
Иглокожие - 0.5............ 570
Рыбы - 0.4................... 510 (точнее, первые позвоночные)
Моллюски - 0.4............. 560
Ракообразные - 0.16...... 560
Насекомые - 0.09...........310
Паукообразные - 0.08.....420  
Кольчатые черви - 0.08... 630
Плоские черви - 0.06        Время появления неизвестно
Нематоды - 0.03    Время появления неизвестно

Теперь про геномы микробов и простейших. Наше здание вот уже несколько месяцев отключено от сервера NCBI. Надо пойти туда по адресу
http://www4.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/
В раскрывающемся списке выбрать Genome и дальше – в поле для ввода ключевых слов вводить названия организмов и смотреть размер генома. В общем, там нетрудно разобраться.
Время появления отдельных групп микроорганизмов – это вообще дело темное, можете посмотреть схему в обзоре "Зарождение жизни. Прокариотная биосфера"
http://www.macroevolution.narod.ru/paleobac.htm

Может быть, пригодится табличка из доклада С.В.Шестакова:
http://www.macroevolution.narod.ru/shestakov.htm
(число генов у разных прокариот. Чтобы очень грубо перевести число генов у прокариот в длину генома нужно его умножить на 1000-1300).

[Комбинатор]

Александр, большое спасибо за информацию. Буду думать дальше...

[Комбинатор]

Александр, если можно, ещё один вопрос.
На сколько я понимаю, по последним данным, первые эвкариоты появились уже примерно 2.7 млрд. лет назад. А известно ли, когда у них появился механизм обмена генетическим материалом? И когда появилось непосредственно половое размножение?