Le présent et l'avenir numérique de la paléontologie

À l'heure d'une perte partielle d'intérêt pour la science fondamentale par la société, on veut toujours rêver de l'avenir de la science, à savoir la paléontologie dans le futur, si, bien sûr, notre civilisation ne s'éteint pas dans le feu nucléaire dans la prochaine décennie.

La paléontologie est la science des organismes fossiles, une discipline relativement jeune, issue d'une discipline indépendante, issue des travaux de scientifiques européens de la première moitié du XIXe siècle. Comme toute science, la paléontologie s'est développée et se développe, a reçu une énorme base de preuves pour les enseignements évolutionnaires. Grâce à la paléontologie, une échelle géochronologique a été créée et nous avons pris conscience du développement par étapes de la vie sur la planète.


L'histoire de la vie. Source ru.wikipedia.org

Au cours des 20 dernières années, avec le développement rapide de la technologie numérique et d'Internet, les paléontologues ont reçu des opportunités auparavant impensables pour la recherche et l'échange d'informations. Pour cette raison, les principales tendances dans le développement de la paléontologie et de la biologie évolutive ont été décrites, dont je veux parler.

En général, nous devons commencer par le fait que le développement de la science va dans le sens de la recherche et de la résolution des problèmes. C'est logique et, soit dit en passant, c'est l'une des différences avec la paranoscience et la pseudoscience, où le problème, en règle générale, n'existe pas ou la solution contredit absolument les lois de la logique et de la rationalité.

Il existe de nombreux problèmes scientifiques non résolus en paléontologie. Les principales tâches, pour ainsi dire, globales peuvent être décrites par la liste suivante.

1. L'émergence de la vie. Ce problème, bien sûr, n'est pas complètement résolu. Il existe deux théories principales: l' abiogenèse et la panspermie. La première concerne l'origine chimique abiotique de la vie à partir d'une substance inanimée (où cette ligne n'est pas claire non plus), la seconde concerne la vie sur Terre depuis l'espace. La deuxième théorie a également une base de preuves, mais donne plus de questions que de réponses. Des centaines, sinon des milliers d'ouvrages scientifiques ont été écrits sur l'origine de la vie, et cela peut être discuté pendant des heures, alors insistons sur le fait que cette tâche la plus importante attend toujours sa solution unique.


Reconstitution artistique de la Terre primaire: les météorites, l'océan ancien avec le bouillon primaire .

2. Extinctions mondiales. Au cours des deux dernières décennies, l'intérêt pour ces phénomènes a considérablement augmenté dans la communauté scientifique. Après le travail sensationnel de Luis et Walter Alvarezsur la cause des météorites de l'extinction du Crétacé-Paléogène et publication de la base de données bien connue de J. SepkoskiL'analyse a permis de distinguer les principales étapes des extinctions du monde organique dans l'éon phanérozoïque, la communauté scientifique s'est lancée dans la recherche des causes des extinctions massives. Il existe maintenant un grand nombre d'hypothèses ambiguës: sur les cycles de notre système traversant des zones de la galaxie qui détruisent tous les êtres vivants, sur la mort due aux explosions de supernova, sur le volcanisme fort (cela est confirmé pour l'extinction du Perm), etc. Il existe une théorie bien développée sur les causes biotiques des extinctions massives, développée par les paléontologues nationaux. Il existe également des modèles complexes qui incluent un grand nombre de facteurs interconnectés et expliquent ces phénomènes. Mais il n'y a pas de théorie sans ambiguïté avec laquelle la grande majorité des chercheurs serait d'accord.


Calendrier d'extinction de la faune marine au Phanérozoïque. Construit grâce à l'analyse de la base de données J. Sepkoski. Source ru.wikipedia.org

3. Voies d'évolution. Un problème assez important. Depuis la publication des travaux de C. Darwin, la biologie évolutive a fait de grands progrès. Il s'agit d'un enseignement assez complexe et volumineux, qui a une base de preuves inébranlable. Mais bien sûr, il n'y a pas de concept général, simple, une certaine théorie de tout, expliquant complètement et complètement les lois et les causes. Le principal problème est que l'évolution du monde organique ne nous est connue qu'en un seul exemplaire sur notre planète et que nous n'avons tout simplement rien à comparer.


L'arbre hominidé évolutif. Source humanorigins.si.edu 4. Systématique

générale du monde organique.À l'heure actuelle, il n'y a pas de systématique générale du monde organique qui puisse satisfaire tous les chercheurs et refléter la phylogénie de tous les groupes. En commençant par le fait qu'il existe de nombreuses approches pour la mise en œuvre des taxonomies de construction (morphologiques, moléculaires, etc.), pour terminer par la question principale - dans quelle mesure l'existence de taxons dans la nature vivante correspond-elle à la réalité? Où est la ligne exacte entre les espèces, quelle est l'intégralité des taxons de rang supérieur. Ce sont des questions très complexes qui nécessitent une réponse cohérente et sans ambiguïté.


L'un des cladogrammes modernes (schémas essentiellement phylogénétiques) du monde organique. Source ru.wikipedia.org

Il existe de nombreux autres problèmes mondiaux importants, tels que les causes de l'explosion cambrienne, la position systématique du monde organique de Vendien, la grande extinction de l'oxygène dans l'Archéen, l'évolution de l'homme et de la conscience, etc., nécessitant des recherches supplémentaires et des réponses plus précises.

Rêvons avec vous de l’avenir possible de la paléontologie et de la biologie évolutive, qui est déjà, heureusement, à venir et quelles approches sont appliquées à cela.

La première tâche, la plus importante, est le développement de bibliothèques en ligne. Toute, absolument toute la littérature scientifique doit être numérisée. GOOGLE Corporation fait de grands efforts pour cela, dont le monde entier lui est partiellement reconnaissant, mais, en règle générale, l'existence du droit d'auteur des éditeurs est un obstacle à ce processus. En particulier, les éditeurs qui fournissent l'accès aux ressources uniquement sur une base payante. Toute la littérature scientifique doit et doit être gratuite. De nombreux chercheurs partagent avec d'autres réimpressions d'articles par correspondance électronique ou les affichent sur leurs sites Web, mais en tout cas, il est impossible d'accéder à tous les articles et travaux numérisés. En outre, de nombreuses bibliothèques sont opposées à la numérisation de leurs livres, car elles resteront en fait sans travail si la littérature est disponible sous forme électronique. Ceci, bien sûr, est vraimais le progrès et l'accessibilité sont encore plus importants que les opinions des bibliothèques. C'est mon opinion personnelle, avec laquelle les défenseurs du droit d'auteur ne seront certainement pas d'accord. Dans le secteur Internet russe, il n'y a qu'une douzaine de sites où les auteurs des ressources ont collecté et rendu public la littérature scientifique numérisée sur la paléontologie. Peut-être les deux principales ressources méritent d'être mentionnées, à savoirsite du célèbre paléontologue, vulgarisateur de la science A.V. Markov et le site du personnel de l'Institut géologique de l'Académie russe des sciences.

La deuxième tâche, la plus importante, est la numérisation complète de séries typiques de matériel paléontologique stockés dans les collections des musées et instituts du monde, ainsi que la création de musées virtuels avec accès en ligne. Ce sera une étape importante dans le développement de la paléontologie. Pensez-y, n'importe quel paléontologue n'importe où dans le monde pourra accéder à des spécimens pour la recherche, examiner en détail la structure, etc. Les technologies modernes vous permettent déjà de créer des modèles 3D de haute qualité sans recourir à l'utilisation de scanners 3D coûteux, mais en utilisant uniquement un certain nombre de photos qui se chevauchent. Le développement et l'accessibilité de l'impression 3D vous permettront d'imprimer rapidement et avec précision des modèles fossiles pour des travaux ultérieurs. Jusqu'à présent, ces ressources sont très rares et peuvent être répertoriées sur les doigts. Voici les plus évidents: 3dmuseum.org, www.3d-fossils.ac.uk , palbio.ru/modeling .

La troisième tâche, qui ne sera probablement pas résolue au cours de la prochaine décennie, est la création d'une base de données mondiale des organismes fossiles jusqu'aux taxons des espèces et des sous-espèces. Des organisations entières et des chercheurs individuels participent à la résolution de cette tâche difficile. Ainsi, la création de la base de données bien connue de J. Sepkoski strata.geology.wisc.edu/jack , qui comprend 36 000 genres d'animaux fossiles du Phanérozoïque, a été une percée pour la recherche. Une analyse de cette base a permis d'établir de nombreuses régularités et étapes du développement du monde organique sur Terre. Il y a encore un projet très célèbre paleobiodb.org- Une base de données de spécimens fossiles provenant de collections de collections scientifiques. Une énorme base de données de volumes, qui est un projet collectif de chercheurs, qui a un grand avenir. Mais, malheureusement, le facteur d'erreur et de subjectivité de la définition du matériau joue ici contre nous. Bien sûr, étant donné le volume gigantesque, il peut être négligé, mais le résultat de l'analyse de telles bases de données n'est exact que dans une première approximation.

La quatrième tâche, à mon avis, importante est la création de logiciels hautement spécialisés pour les paléontologues et les biologistes évolutionnaires, vous permettant de traiter rapidement les données. Et cela fait cruellement défaut. Ce n'est qu'au cours des dernières années que des projets ont commencé à apparaître consacrés au développement d'applications pour cette discipline. Par exemple, une application scientifique bien connue pour la corrélation et la création d'échelles stratigraphiquesCréateur TimeScale . De nombreuses applications de développement sont nécessaires pour modéliser les processus évolutifs, analyser la morphologie et la distribution géochronologique des groupes.

La cinquième tâche est la création de systèmes experts, déterminants capables d'auto-apprentissage. En fait, l'introduction de l'IA en paléontologie. Une définition plus précise et une diminution de la subjectivité sont les grands principes de ce processus. Malheureusement, je ne peux pas donner d'exemples bien connus de tels systèmes en paléontologie ...

En fait, il existe encore de nombreuses sous-tâches informatiques qui permettront aux chercheurs de mener des études plus approfondies et détaillées, d'augmenter le nombre de découvertes, et les merveilleux travaux de l'écrivain de science-fiction et du paléontologue I. A. me viennent à l'esprit. Efremov, dans lequel il rêvait de l'avenir de cette science intéressante, qui a révélé de nombreux secrets sur notre passé.


Portrait d'Ivan Antonovich Efremov peint par Boris Olshansky.

Source: https://habr.com/ru/post/fr380647/