Vertebrata vs. Invertebrata

[Snaut]

Короче, возник такой философский вопрос: кто из Metazoa продвинутей - самые-самые из позвоночных (млекопитающие) или самые-самые из беспозвоночных (членистоногие и моллюски).

Конечно, мне могут сказать, что я предложил сравнить горячее со сладким, что подобный вопрос в отношении столь удалённых групп неуместен, и так далее.

Но всё-таки? Почему, когда мы говорим о развитии жизни на Земле, мы вспоминаем прежде всего эволюцию существ с внутренним скелетом? Неужели только потому, что это наиболее удобный (по сохраняемости костей) обьект для палеонтологического исследования? Или есть более обьективные причины - к примеру, потому что позвоночные являются "магистральной линией" в эволюции жизни, а беспозвоночные - некая "побочная" группа? А, может, наоборот - если вспомнить о громадном видовом разнообразии беспозвоночных и, в частности, насекомых?

[PVOzerski]

Сначала ответьте на вопрос, что такое "продвинутость" (равно как и "магистральность") и в чем ее мерить ...

Побочный вопрос: так чем же-таки отличается ароморфоз от идиоадаптации?

[Snaut]

Грубо говоря, "сложность", "продвинутость", "уровень организации" и т.д. - это число типов клеток, трёхмерная "планировка" тканей и органов, количество морфологических прибамбасов... Можно даже назвать конкретные цифры: например, у губки 12 типов клеток, у человека - больше 200... но это и не нужно. Каждый интуитивно отличит, что сложнее - стул или ноутбук :-).

Вот возьмите, к примеру, сложность нервной системы. Очевидно, что у кошки НС утроена куда сложнее, чем у муравья - даже если судить по поведению. А что относительно других систем?

А "магистральность" - это роль в биосфере. В наше время цветковые растения - магистральные, а голосеменные прозябают где-то "на задворках".

Побочный вопрос: так чем же-таки отличается ароморфоз от идиоадаптации?

Опять-таки, аромофроз - это появление новой дискретной струтуры - нового типа клеток или там нового органа.

[PVOzerski]

А "магистральность" - это роль в биосфере. В наше время цветковые растения - магистральные, а голосеменные прозябают где-то "на задворках".

IMHO, такой подход правомочный, но всё-таки не вполне традиционный. У нас тогда "магистральными" окажутся прокариоты, а из животных - членистоногие (для справки: 1) всего видов Tetrapoda на Земле известно примерно столько же, сколько видов жуков-долгоносиков; 2) основу гумуса в таежной зоне составляют экскременты микроартропод). Кроме того, такой подход не учитывает эволюционных перспектив систематических групп. В общем, корректировать и тщательно обосновывать его надо.

Опять-таки, аромофроз - это появление новой дискретной струтуры - нового типа клеток или там нового органа.

Интересно, появление стрекотательного аппарата у предков кузнечиков и сверчков в триасе - это ароморфоз? А прикрепительных органов на сколексе у цестод? А стрекательных клеток у кишечнополостных? Как-то сомнительно...

[DNAoidea]

Можно даже назвать конкретные цифры: например, у губки 12 типов клеток, у человека - больше 200... но это и не нужно.

тут вот какое дело - что считать типом, а что нет? приглядитесь внимательнее, к тому что такое разные типы клеток и будет понятна глубокая субъективность этого - в частности - обычно пишут про некие 55 типов клеток для ВСЕХ Членистоногих. понятно же, что при всём их разнообразии каждый тип будет весьма разнообразен. (в частности грандиозные различия дыхательной ситсемы, а эндокринной...) Какое время (правда не ясно на каком основании) говорили про 60 и более тыс генов у Человека в частности и Позвоночных вообще, но оказалось только 25 - как у инфузорий... да и вообще с числом генов много сюрпризов...

Каждый интуитивно отличит, что сложнее - стул или ноутбук :-).

давайте лучше не про стул и ноутбук - вещи принципиально разные, и не сходны практически ни в одной системе. Членистоногие, Молюски и Позвоночные - сходные во всех, возьмите ноутбук и и-под... ну и что выходит?..

Вот возьмите, к примеру, сложность нервной системы. Очевидно, что у кошки НС утроена куда сложнее, чем у муравья - даже если судить по поведению.

не знаю, но не очевидно, увы...

Неужели только потому, что это наиболее удобный (по сохраняемости костей) обьект для палеонтологического исследования?

да нет, не только конечно, а просто мы сами Позвоночные, вот и считаем:

Ведёт центральный путь природы к благословенному уму...

[Snaut]

PVOzerski

..."магистральными" окажутся прокариоты...

Вы судите по биомассе? Ну, тут нужно искать конкретные цифры. Я пока нашёл только вот это:



Из Witmann et al., 'Prokariotes: the unseen majority', PNAS, 1998, 95(12):6578-83.

Выходит, что по 'carbon content' прокариоты и эукариоты ~ равны.

...всего видов Tetrapoda на Земле известно примерно столько же, сколько видов жуков-долгоносиков

Ага, "по классике" считается, что видовое разнообразие - признак процветания группы. Но вот связан ли "видообразовательный успех" с успехом "организмостроительным"? Насекомые живут очень недолго, размер их мал, поведение примитивно, - не значит ли это, что в целом они устроены проще маммалий?

Мне кажется, имеет смысл сравнивать по системам. Про наше над ними превосходство в плане развития НС я уже писал. Но вот мой препод по зоологии беспозвоночных говорил когда-то, что насекомые продвинутей нас в плане строения мышечной системы. Дескать, у млеков два типа мышечных клеток - "инновационный" поперечнополосатый и "примитивный" гладкий, а у насекомых все мышцы поперечнополосатые, даже те, которые обслуживают внутренние органы. Можно ли считать это "продвинутой" чертой или нет?

...основу гумуса в таежной зоне составляют экскременты микроартропод...

Вот эти цифры меня и интересуют. Витиевато выражаясь - насколько, в сравнении с млекопитающими, широк канал вещества и энергии, протекающих через артропод и моллюсков за единицу времени? Он шире или уже? И насколько?

Интересно, появление стрекотательного аппарата у предков кузнечиков и сверчков в триасе - это ароморфоз? А прикрепительных органов на сколексе у цестод? А стрекательных клеток у кишечнополостных?

Ой, не знаю, очень мои знания малы в морфологии. А что, с этим вопросом у Вас, натуралистов, проблемы?

DNAoidea

тут вот какое дело - что считать типом, а что нет?

Мне кажется, что обьективно количество типов клеток подсчитать можно, но для этого нужен соответствующий уровень знаний о сравниваемых группах. Если мы говорим: "иммунные клетки человека", то сразу же можем назвать несколько десятков типов клеток, которые сюда относятся - всевозможные нейтрофилы, В- и Т-лимфоциты, макрофаги, естественные киллеры и т.д. Если же мы говорим об аналогичной системе у артропод... я лично слышал только о каких-то абстрактных "фагоцитах беспозвоночных". То есть по параметру "развитость иммунной системы" сравнить беспозвоночных и позвоночных мы на сегодня не можем, поскольку недостаточно знаем о первых. Но в принципе это возможно.

...возьмите ноутбук и и-под...

Меня как-то дразнит то, что, сравнивая губок и рептилий, мы можем сказать, кто сложнее, а сравнивая ящериц и ракообразных - нет. Нависает мысля, что можно-таки это обьективно просчитать... просто надо, как я уже сказал, внимательнее присмотрется... хотя бы применить какой-нибудь "тупой" подход, вроде термодинамики - вот тут столько элементов, и располагаться они могут столькими-то способами и т.д. Не знаю, може, я слишком "физикалистически" думаю...

...оказалось только 25 000 генов...

Уже 19 500 И ещё 2 200 "последовательностей, вероятно являющихся белок-кодирующими генами" (http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/genenumber.shtml)

Очевидно, что у кошки НС утроена куда сложнее, чем у муравья

...не знаю, но не очевидно, увы...

Взять хотя бы размер НС --> количество нейронов...

[DNAoidea]

Можно ли считать это "продвинутой" чертой или нет?

в общем можно - поскольку продвинутые это те, кто в наибольшей степени ушли от общего предка. Общий предок тут - по сути цитоскелет - который как волокно практически никак не организован, тогда как поперечно-полосатые мышцы демонстрируют наиболее далёкий отход от общей массы актино-миозиновых нитей...

Он шире или уже? И насколько?

намного шире - к примеру - одни только муравьи составляют по разным оценках от 10 до 20% биомассы животных суши (и 30% в Амазонии), а ведь есть ещё упомянытая фауна почвы, и многое другое...

Но в принципе это возможно.

хм... субъективная составляющая будет вс1ё равно, но вообще да - есть такая тенденция - чем более изучена группа, тем более "продвинутее" она кажется - что в общем-то логично

Взять хотя бы размер НС --> количество нейронов...

возьмите те же самые цифры синего кита и вороны... важен тут скорее относительный размер - тут на форуме об этом много говорилось, да и потом - сложность поведения настолько скользкая штука, что можно на раз доказать что кот обладает поведеньем проще муравья - хотя бы потому что он не общественный, и никакой экстрасоматики у него нет (он же не стоиит муравейники, не разводит тлю, не прокладывает дороги...)

[PVOzerski]

в общем можно - поскольку продвинутые это те, кто в наибольшей степени ушли от общего предка. Общий предок тут - по сути

Даже если этот "уход" шел по пути морфофизиологического регресса?

Общий предок тут - по сути цитоскелет - который как волокно практически никак не организован,

Это уже интереснее - попытаться описать "продвинутость" через упорядоченность. Вот просто через сложность явно не выйдет - поскольку всякие олигомеризации явно сочетают возрастание "продвинутости" с упрощением. А вот об упорядоченности можно и подумать 

Еще одна мысль, которую я высказываю не в первый раз. А не является ли в большинстве случаев кажущаяся "неспециализированность" и, соответственно, "примитивность" выражением высокой специализации - к реализации r-стратегии?

[DNAoidea]

Даже если этот "уход" шел по пути морфофизиологического регресса?

а! вот хотел это оговорить отдельно когда писал сообщение, но не стал - ведь тогда возникает вопрос, что считать регрессом... но вообще говоря - вот копытные утратили довольно много пальцев, а у нас их столько же, сколько было у чуть ли не самых ранних амфибий, и где тут регрес, а где нет?

Еще одна мысль, которую я высказываю не в первый раз. А не является ли в большинстве случаев кажущаяся "неспециализированность" и, соответственно, "примитивность" выражением высокой специализации - к реализации r-стратегии?

хм... но тогда r-стратегия должна быть вторичной?в разве такое бывает, ведь вроде бы - она это просто отсутствие к-стратегии...
но вообще говоря - причина по которой многие организмы в очень разных линиях понемногу скатываются в к-стратегию - избегание чисто случайной гибели множества потомства и соответственно пустой траты ресурсов - когда большая часть детёнышей гибнет на стадии яиц или только выходу из них - вряд ли это чем-то может помочь ественному отбору, поскольку ему тут просто не за что зацепится... впрочем это уже другая тема. Так вот - тут можно сказать следующие - все млекопитающие оставляют относительно мало потомков, что также справедливо для птиц и почти что - для рептилий - во всяком случае порог тысяч в 10 вроде никто из них не преодолевает... хотя говоря о насекомых, надо иметь в виду, что как видно чемпионы по самому низкому числу максимально возможных потомков - именно среди них - некоторые из ос...

[PVOzerski]

Я не имел в виду то, что r-стратегами становятся бывшие K-стратеги. Просто ярко выраженные r- и ярко выраженные K- возникают на основе чего-то среднего. При этом выбор любой из этих стратегий - не просто "скатывание", а специализация, направленная на освоение совершенно определенных ниш.

[DNAoidea]

тут согласен - огромное количество икринок - это скорее тоже вариант специализации, а не что-то за неимением чего-то другого, не говоря уж о иных паразитических червях, которые кроме откладки яиц по сути ничего больше и не умеют...
но как видно некий неспециализорованный балланс, больше сдвинут с сторону r-стратегии, чем к... просто потому что выраженная к-стратегия требует ухода за потомством, тогда как r - только развития половой системы и жизнеспосбности очень мелких личинок...

[Snaut]

DNAoidea

...возьмите те же самые цифры синего кита и вороны... важен тут скорее относительный размер - тут на форуме об этом много говорилось

Важен, пожалуй, не размер, а количество нейронов. У меня нет данных по китам и воронам, но можно сравнить человека и слона: средняя масса мозга - 1400 и 4700 грамм соответственно, но при этом у слонов меньше концентрация нейронов в коре:

Из Hart B et al. "Large brains and cognition: Where do elephants fit in?", Neurosc and Biobehav Rev 32 (2008) 86–98.

да и потом - сложность поведения настолько скользкая штука, что можно на раз доказать что кот обладает поведеньем проще муравья - хотя бы потому что он не общественный, и никакой экстрасоматики у него нет (он же не стоиит муравейники, не разводит тлю, не прокладывает дороги...)

Мой компьютер считает в миллион раз быстрее меня - значит ли это, что он "умнее"?

ИМХО, нервная система может эволюционировать двумя путями: во-первых, "экстенсивно" - когда растёт число безусловных рефлексов / инстинктов, во-вторых, "интегративно" - когда увеличивается способность к образованию условных связей внутри системы.

Млеки (да что там млеки, хрящевые рыбы) превосходят насекомых по способности к "программированию на ходу" (т.е. их НС развитее в "интегративном" смысле). А вот что насчёт числа и сложности инстинктов у насекомых по сравнению с млекопитающими? Возможно, тут артроподы и выигрывают - вспомнить тех же муравьёв... но тут ещё надо подумать...

А экстрасоматика - это особенность общественных насекомых, но не знак их "интеллектуального превосходства", по-моему. Мы же не считаем рабочего с отбойным молотком умнее философа .


PVOzerski

А не является ли в большинстве случаев кажущаяся "неспециализированность" и, соответственно, "примитивность" выражением высокой специализации - к реализации r-стратегии?

А разве R-стратегия как-то коррелирует с морфоанатомической сложностью? Возьмите D. melanogaster - заботы о потомстве нет, жизненный цикл короткий, помёт в высшей степени многочисленный - типичная R-стратегия. И в то же время - довольно сложное строение.

[f_evgeny]

DNAoideaМой компьютер считает в миллион раз быстрее меня - значит ли это, что он "умнее"?

Думаю, что наоборот, на сравнимых задачах Вы обрабатываете информацию в миллион раз быстрее Вашего компьютера.

[Inry]

Каждый класс животных имеет свою силу и слабость.
У птиц лучшее устройство нервной системы
У млекопитающих - лучший иммунитет
Клещи достигли предела в нанотехнологиях, став меньше многих одноклеточных
Насекомые достигли вершин социальности
Бактерии чемпионы по химии и направленной эволюции
Тихоходки чемпионы по выживанию
У креветки-боксёра лучшие глаза.
И так далее... А по каким критериям выбирать "best in show" - непонятно. Разве что, когда колония человеков появится на Марсе "некоторые млекопитающие способны расширять ареал за пределы планеты"

[DNAoidea]

но при этом у слонов меньше концентрация нейронов в коре:

хм... интересно - оценки числа нейронов у человека варьируют от источникак к источнику в 2 раза... ну да ладно.

Мой компьютер считает в миллион раз быстрее меня - значит ли это, что он "умнее"?

не корректное сравнение - счтитать "тупые" цифры да, а вот расшифровывать почерк он так как вы не в состоянии, или искать предмет с нечёткиими параметрами, или распозновать виденные образы - иными словами - у нас и у него разные предназанчения.

ИМХО, нервная система может эволюционировать двумя путями: во-первых, "экстенсивно" - когда растёт число безусловных рефлексов / инстинктов, во-вторых, "интегративно" - когда увеличивается способность к образованию условных связей внутри системы.

согласен. правда, когда безусловных рефлексов много, нои должны переплетаться, и дополнятся условными компонентами.

Млеки (да что там млеки, хрящевые рыбы) превосходят насекомых по способности к "программированию на ходу" (т.е. их НС развитее в "интегративном" смысле).

я никогда не слышал про условных рефлексы хрящевых рыб. но они конечно есть - раз даже у инфузорий получается выработать (правда однажды читал статью, где говорилось, что это не условный рефлекс, а некая "сенсибилизация", но чем они отлиаются я так и не понял, и похожа, что авторам просто очень хотелось называть условным рефлексом только "позвоночные" или во всяком случае "нервные" достояния), но что вы называете "превосходят"? Насекомых, вообще довольно много разных и грибовидные тела (эта часть работает у них как кора) развиты у них очень по разному. Также, я не уверен, что змеи, к примеру могут распозновать хозяина, а вот осы могут - видел сам, и читал об этом после. Так что на чём основанна ваша уверенность?

А экстрасоматика - это особенность общественных насекомых, но не знак их "интеллектуального превосходства", по-моему. Мы же не считаем рабочего с отбойным молотком умнее философа .

опять не корректно - для того чтобы появился отбойный молок, должно было потрудится много людей, в том числе и философы наверное - рабочий не сам его делал же...

А разве R-стратегия как-то коррелирует с морфоанатомической сложностью? Возьмите D. melanogaster - заботы о потомстве нет, жизненный цикл короткий, помёт в высшей степени многочисленный - типичная R-стратегия. И в то же время - довольно сложное строение.

жёсткой корреляции нет в самом деле - есть и живородящие плоские черви, да и другая муха - Цеце - тоже, но всё-таки потомство Дрозофилы на деле не намного многочисленнее  потомства грызунов или зайцеобразных...

Разве что, когда колония человеков появится на Марсе "некоторые млекопитающие способны расширять ареал за пределы планеты"

притом колония во многом самодостаточная, а не завозящая всё вплоть до кислорода с Земли.