الحاضر الرقمي ومستقبل علم الحفريات

في وقت فقدان المجتمع الجزئي للاهتمام بالعلوم الأساسية ، لا يزال المرء يريد أن يحلم بمستقبل العلم ، أي علم الحفريات في المستقبل ، إذا لم تحترق حضارتنا بالطبع في النيران النووية في العقد المقبل.

علم الحفريات هو علم الكائنات الأحفورية ، وهو نظام شاب نسبيًا ، نشأ كنظام مستقل ، من أعمال العلماء الأوروبيين في النصف الأول من القرن التاسع عشر. مثل أي علم ، تطور علم الحفريات ويتطور ، وقد حصل على قاعدة أدلة ضخمة للتعاليم التطورية. بفضل علم الحفريات ، تم إنشاء مقياس جيولوجي زمني وأصبحنا مدركين للتطور المرحلي للحياة على هذا الكوكب.


تاريخ الحياة. المصدر ru.wikipedia.org

على مدى العشرين عامًا الماضية ، مع التطور السريع للتكنولوجيا الرقمية والإنترنت ، حصل علماء الحفريات على فرص لم يكن من الممكن التفكير فيها سابقًا للبحث وتبادل المعلومات. ونتيجة لذلك ، تم تحديد الاتجاهات الرئيسية في تطوير علم الحفريات وعلم الأحياء التطوري ، والتي أريد التحدث عنها.

بشكل عام ، يجب أن نبدأ بحقيقة أن تطور العلم يسير في طريق إيجاد المشكلات وحلها. هذا منطقي ، وبالمناسبة ، هو أحد الاختلافات عن علم نظريات العلوم والعلوم الزائفة ، حيث لا توجد المشكلة ، كقاعدة عامة ، أو يتعارض الحل تمامًا مع قوانين المنطق والعقلانية.

هناك الكثير من المشكلات العلمية التي لم يتم حلها في علم الحفريات. يمكن وصف المهام العالمية الرئيسية ، إذا جاز التعبير ، من خلال القائمة التالية.

1. ظهور الحياة. هذه المشكلة ، بطبيعة الحال ، لم تحل تماما. هناك نوعان من النظريات الرئيسية: التولد التلقائي و التبزر الشامل. يدعي الأول عن أصل كيميائي غير حيوي للحياة من مادة غير حية (حيث يكون هذا الخط غير واضح أيضًا) ، والثاني حول جلب الحياة إلى الأرض من الفضاء. تمتلك النظرية الثانية أيضًا قاعدة أدلة ، لكنها تقدم أسئلة أكثر من الإجابات. مئات ، إن لم يكن الآلاف من الأعمال العلمية قد كتبت عن أصل الحياة ، ويمكن الحديث عن ذلك لساعات ، لذلك دعونا نتحدث عن حقيقة أن هذه المهمة الأكثر أهمية لا تزال تنتظر حلها الفريد.


إعادة البناء الفني للأرض الأولية: النيازك ، المحيط القديم مع المرق الأساسي .

2. الانقراضات العالمية. في العقدين الماضيين ، ازداد الاهتمام بهذه الظواهر بشكل ملحوظ في المجتمع العلمي. بعد العمل المثير الذي قام به لويس ووالتر ألفاريزحول السبب النيزكي لانقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني ونشر قاعدة البيانات المعروفة لـ J.Sepkoskiوقد جعل التحليل من الممكن تحديد المراحل الرئيسية لانقراضات العالم العضوي في منطقة Phanerozoic eon ، شرع المجتمع العلمي في البحث عن أسباب الانقراضات الجماعية. الآن هناك عدد كبير من الفرضيات الغامضة: حول دورات نظامنا التي تمر عبر مناطق المجرة التي تدمر جميع الكائنات الحية ، حول الموت بسبب انفجارات السوبرنوفا ، حول البراكين القوية (هذا مؤكد لانقراض بيرم) ، إلخ. هناك نظرية متطورة حول الأسباب الحيوية للانقراضات الجماعية ، طورها علماء الحفريات المحلية. هناك أيضًا نماذج معقدة تتضمن عددًا كبيرًا من العوامل المترابطة مع بعضها البعض وتشرح هذه الظواهر. ولكن لا توجد نظرية لا لبس فيها تتفق معها الغالبية العظمى من الباحثين.


الجدول الزمني لانقراض الحيوانات البحرية خلال Phanerozoic. بنيت بفضل تحليل قاعدة بيانات J.Sepkoski. المصدر ru.wikipedia.org

3. طرق التطور. مشكلة مهمة بما فيه الكفاية. منذ نشر أعمال C. Darwin ، تقدم علم الأحياء التطوري إلى الأمام. هذا تعليم معقد إلى حد ما ، وله قاعدة أدلة لا تتزعزع. ولكن بالطبع ، لا يوجد مفهوم عام وبسيط ، ونظرية معينة لكل شيء ، تشرح القوانين والأسباب بشكل كامل وتام. تكمن المشكلة الرئيسية في أن تطور العالم العضوي لا يعرفنا إلا في نسخة واحدة على كوكبنا وليس لدينا ببساطة شيء للمقارنة.


شجرة البشر البشرية التطورية. المصدر humanorigins.si.edu 4. النظاميات

العامة للعالم العضوي.في هذه المرحلة من الزمن ، لا توجد منهجيات عامة في العالم العضوي ترضي جميع الباحثين وتعكس سلالة جميع المجموعات. بدءًا من حقيقة أن هناك العديد من الأساليب لتنفيذ بناء التصنيف (المورفولوجي ، الجزيئي ، إلخ) ، تنتهي بالسؤال الرئيسي - إلى أي مدى يتوافق وجود التصنيف في الطبيعة الحية مع الواقع؟ أين هو الخط الدقيق بين الأنواع ، ومدى تكامل أصناف الرتبة الأعلى. هذه أسئلة معقدة للغاية تتطلب إجابة متماسكة لا لبس فيها.


واحدة من cladograms الحديثة (في الأساس مخططات الوراثة) للعالم العضوي. المصدر ru.wikipedia.org

هناك العديد من القضايا العالمية الهامة الأخرى ، مثل أسباب الانفجار الكمبري ، والموقع المنهجي للعالم العضوي في فنديان ، وانقراض الأكسجين الكبير في الأركيان ، وتطور الإنسان والوعي ، وما إلى ذلك ، مما يتطلب بحثًا إضافيًا وإجابات أكثر تحديدًا.

دعونا نحلم بالمستقبل المحتمل لعلم الحفريات وعلم الأحياء التطوري ، الذي بدأ بالفعل تدريجياً ، ولحسن الحظ ، قادم وما هي الأساليب التي يتم تطبيقها على هذا.

المهمة الأولى والأكثر أهمية هي تطوير المكتبات عبر الإنترنت. الكل ، يجب رقمنة جميع المؤلفات العلمية على الإطلاق. تبذل شركة GOOGLE Corporation جهودًا كبيرة من أجل ذلك ، والذي يشكر العالم كله جزئياً على ذلك ، ولكن ، كقاعدة عامة ، يعد وجود حقوق الطبع والنشر من الناشرين عائقاً لهذه العملية. على وجه الخصوص ، الناشرين الذين يوفرون الوصول إلى الموارد على أساس مدفوع فقط. يجب أن تكون جميع المؤلفات العلمية مجانية. يشارك العديد من الباحثين مع نسخ المواد الأخرى عن طريق المراسلات الإلكترونية أو نشرها على مواقعهم على الإنترنت ، ولكن في أي حال من المستحيل الوصول إلى جميع المقالات والأعمال الرقمية. كما أن العديد من المكتبات تعارض رقمنة كتبهم ، على أساس أنها ستبقى بدون عمل إذا كانت الأدبيات متوفرة في شكل إلكتروني. هذا، بالطبع، أنه صحيحلكن التقدم وإمكانية الوصول لا يزالان أكثر أهمية من آراء المكتبات. هذا رأيي الشخصي ، والذي بالتأكيد لن يوافق عليه المدافعون عن حقوق النشر. في قطاع الإنترنت الروسي ، لا يوجد سوى اثني عشر موقعًا حيث جمع مؤلفو الموارد الأدبيات العلمية الرقمية عن علم الحفريات وأتاحوها للجمهور. ربما جدير بالذكر اثنين من الموارد الرئيسية ، وهماموقع عالم الحفريات الشهير ، مروج العلم A.V. ماركوف و موقع موظفي المعهد الجيولوجي التابع لأكاديمية العلوم الروسية.

المهمة الثانية الأكثر أهمية هي الرقمنة الكاملة لسلسلة نموذجية من المواد الحفرية المخزنة في مجموعات المتاحف والمعاهد في العالم ، بالإضافة إلى إنشاء المتاحف الافتراضية ، مع الوصول عبر الإنترنت. سيكون هذا معلما رئيسيا في تطوير علم الحفريات. فقط فكر في أن أي عالم حفريات في أي مكان في العالم سيكون قادرًا على الوصول إلى عينات للبحث ، والنظر بالتفصيل في الهيكل وما إلى ذلك. تسمح لك التقنيات الحديثة بالفعل بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الجودة دون اللجوء إلى استخدام الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد باهظة الثمن ، ولكن باستخدام عدد من الصور المتداخلة فقط. سيسمح لك تطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد وإمكانية الوصول إليها بطباعة النماذج الأحفورية بسرعة ودقة لمزيد من العمل. حتى الآن ، هذه الموارد نادرة جدًا ويمكن إدراجها على الأصابع. فيما يلي أكثرها وضوحًا: 3dmuseum.org، www.3d-fossils.ac.uk ، palbio.ru/modeling .

المهمة الثالثة ، التي من غير المرجح أن يتم حلها في العقد المقبل ، هي إنشاء قاعدة بيانات عالمية للكائنات الأحفورية حتى مستوى الأنواع والأنواع الفرعية. تشارك كل من المنظمات والباحثين الأفراد في حل هذه المهمة الصعبة. وهكذا ، كان إنشاء قاعدة بيانات معروفة لـ J.Sepkoski strata.geology.wisc.edu/jack ، والتي تضم 36000 نوعًا من الحيوانات الأحفورية لل Phanerozoic ، بمثابة اختراقة للبحث. جعل تحليل هذه القاعدة من الممكن إنشاء العديد من الانتظاميات والمراحل في تطوير العالم العضوي على الأرض. لا يزال هناك مشروع مشهور جدًا paleobiodb.org- قاعدة بيانات للعينات الأحفورية من مجموعات المجموعات العلمية. قاعدة بيانات ضخمة الحجم ، وهي مشروع جماعي للباحثين ، ولها مستقبل عظيم. ولكن ، لسوء الحظ ، فإن عامل الخطأ والذاتية في تعريف المادة يعمل ضدنا هنا. بالطبع ، بالنظر إلى الحجم الهائل ، يمكن إهماله ، ولكن نتيجة تحليل قواعد البيانات هذه دقيقة فقط في تقريب أول.

المهمة الرابعة ، في رأيي ، مهمة مهمة هي إنشاء برنامج متخصص للغاية لأخصائيي الحفريات وعلماء الأحياء التطوريين ، مما يسمح لك بمعالجة البيانات بسرعة. ويفتقر إلى حد كبير. فقط في العامين الماضيين ، بدأت المشاريع تظهر مكرسة لتطوير التطبيقات لهذا التخصص. على سبيل المثال ، تطبيق علمي معروف للارتباط وإنشاء المقاييس الطبقيةTimeScale Creator . هناك حاجة إلى العديد من تطبيقات التطوير لنمذجة العمليات التطورية ، وتحليل مورفولوجيا وتوزيع التوزيع الجغرافي للمجموعات.

المهمة الخامسة هي إنشاء أنظمة متخصصة ومحددات قادرة على التعلم الذاتي. في الواقع ، إدخال الذكاء الاصطناعي في علم الحفريات. المبادئ الأساسية لهذه العملية هي تعريف أكثر دقة ونقص في الذاتية. لسوء الحظ ، لا يمكنني تقديم أمثلة معروفة لهذه الأنظمة في علم الحفريات ...

في الواقع ، لا يزال هناك العديد من المهام الفرعية لتكنولوجيا المعلومات التي ستسمح للباحثين بإجراء دراسات أكثر شمولاً وتفصيلاً ، وزيادة عدد الاكتشافات ، والأعمال الرائعة لكاتب الخيال العلمي وعالم الحفريات I. A. إفريموف ، الذي حلم فيه بمستقبل هذا العلم المثير للاهتمام ، الذي كشف عن العديد من الأسرار حول ماضينا.


صورة لإيفان أنتونوفيتش إفريموف رسمها بوريس أولشانسكي.

Source: https://habr.com/ru/post/ar380647/