O presente digital e o futuro da paleontologia

No momento de uma perda parcial do interesse pela ciência fundamental pela sociedade, ainda se quer sonhar com o futuro da ciência, ou seja, a paleontologia no futuro, se, é claro, nossa civilização não queimar em um incêndio nuclear na próxima década.

A paleontologia é a ciência dos organismos fósseis, uma disciplina relativamente jovem, originada como uma disciplina independente, das obras de cientistas europeus na primeira metade do século XIX. Como qualquer ciência, a paleontologia se desenvolveu e está se desenvolvendo, recebeu uma enorme base de evidências para os ensinamentos evolutivos. Graças à paleontologia, uma escala geocronológica foi criada e nos tornamos conscientes do desenvolvimento gradual da vida no planeta.


A história da vida. Fonte ru.wikipedia.org

Nos últimos 20 anos, com o rápido desenvolvimento da tecnologia digital e da Internet, os paleontologistas receberam oportunidades anteriormente impensáveis ​​de pesquisa e troca de informações. Devido a isso, as principais tendências no desenvolvimento da paleontologia e da biologia evolutiva foram descritas, das quais quero falar.

Em geral, devemos começar com o fato de que o desenvolvimento da ciência segue o caminho de encontrar e resolver problemas. Isso é lógico e, a propósito, é uma das diferenças entre paranociência e pseudociência, onde o problema, como regra, não existe ou a solução contradiz absolutamente as leis da lógica e da racionalidade.

Existem muitos problemas científicos não resolvidos na paleontologia. As principais tarefas globais, por assim dizer, podem ser descritas na lista a seguir.

1. O surgimento da vida. Este problema, é claro, não está completamente resolvido. Existem duas teorias principais: abiogênese e panspermia. O primeiro, afirma sobre a origem química abiótica da vida a partir de substância inanimada (onde essa linha também não é clara), o segundo sobre trazer vida do espaço para a Terra. A segunda teoria também tem uma base de evidências, mas fornece mais perguntas do que respostas. Centenas, se não milhares de trabalhos científicos foram escritos sobre a origem da vida, e isso pode ser discutido por horas, então vamos insistir no fato de que essa tarefa mais importante ainda está aguardando sua solução única.


Reconstrução artística da Terra primária: meteoritos, o oceano antigo com caldo primário .

2. Extinções globais. Nas últimas duas décadas, o interesse por esses fenômenos aumentou significativamente na comunidade científica. Após o trabalho sensacional de Luis e Walter Alvarezsobre a causa dos meteoritos da extinção Cretáceo-Paleogene e publicação do conhecido banco de dados de J. SepkoskiA análise que permitiu destacar os principais estágios das extinções do mundo orgânico no éon fanerozóico, a comunidade científica iniciou uma busca pelas causas das extinções em massa. Agora, há um grande número de hipóteses ambíguas: sobre os ciclos do nosso sistema que passam por áreas da Galáxia que estão destruindo todos os seres vivos, sobre a morte devido a explosões de supernovas, sobre o vulcanismo forte (isso é confirmado para a extinção de Perm), etc. Existe uma teoria bem desenvolvida sobre as causas bióticas de extinções em massa, desenvolvida por paleontologistas domésticos. Existem também modelos complexos que incluem um grande número de fatores interconectados e explicam esses fenômenos. Mas, não existe uma teoria inequívoca com a qual a grande maioria dos pesquisadores concordaria.


Horário de extinção da fauna marinha durante o Fanerozóico. Construído graças à análise do banco de dados J. Sepkoski. Fonte ru.wikipedia.org

3. Formas de evolução. Um problema bastante importante. Desde a publicação dos trabalhos de C. Darwin, a biologia evolutiva avançou muito. Esse é um ensinamento bastante complexo e volumoso, com uma base de evidências inabalável. Mas é claro que não existe um conceito geral e simples, uma certa teoria de tudo, explicando completa e completamente as leis e causas. O principal problema é que a evolução do mundo orgânico é conhecida por nós apenas em uma única cópia do nosso planeta e simplesmente não temos nada com o que comparar.


A árvore hominídea evolutiva. Fonte humanorigins.si.edu 4. Sistema

sistemática geral do mundo orgânico.Neste momento, não há sistemática geral do mundo orgânico que satisfaça todos os pesquisadores e reflita a filogenia de todos os grupos. Começando com o fato de haver muitas abordagens para a implementação da construção de taxonomias (morfológicas, moleculares, etc.), terminando com a pergunta principal - quanto a existência de táxons na natureza viva corresponde à realidade? Onde está a linha exata entre as espécies, quão integrais são os taxa de uma classificação mais alta. Essas são perguntas muito complexas que exigem uma resposta coerente e inequívoca.


Um dos cladogramas modernos (essencialmente esquemas filogenéticos) do mundo orgânico. Fonte ru.wikipedia.org

Existem muitas outras questões globais importantes, como as causas da explosão cambriana, a posição sistemática do mundo orgânico de Vendian, a grande extinção de oxigênio no arqueano, a evolução do homem e da consciência etc., exigindo pesquisas adicionais e respostas mais definidas.

Vamos sonhar com o possível futuro da paleontologia e da biologia evolucionária, que já está gradualmente, felizmente, chegando e que abordagens estão sendo aplicadas a isso.

A primeira e mais importante tarefa é o desenvolvimento de bibliotecas online. Toda, absolutamente toda a literatura científica deve ser digitalizada. A GOOGLE Corporation está fazendo grandes esforços para isso, pelos quais o mundo inteiro é parcialmente grato a isso, mas, como regra, a existência de direitos autorais dos editores é um freio nesse processo. Em particular, editores que fornecem acesso a recursos somente com base em pagamento. Toda a literatura científica deve e deve ser livre. Muitos pesquisadores compartilham com outras reimpressões de artigos por correspondência eletrônica ou publicam em seus sites, mas, em qualquer caso, é impossível acessar todos os artigos e trabalhos digitalizados. Além disso, muitas bibliotecas são contra a digitalização de seus livros, com base no fato de que permanecerão sem trabalho se a literatura estiver disponível em formato eletrônico. Claro que isso é verdademas progresso e acessibilidade ainda são mais importantes que as opiniões das bibliotecas. Esta é minha opinião pessoal, com a qual os defensores dos direitos autorais certamente não concordarão. No setor da Internet russo, existem apenas uma dúzia de sites em que os autores dos recursos coletaram e disponibilizaram publicamente literatura científica digitalizada sobre paleontologia. Talvez valha a pena mencionar os dois principais recursos, a saber:site do famoso paleontologista, popularizador da ciência A.V. Markov e o site da equipe do Instituto Geológico da Academia Russa de Ciências

A segunda tarefa mais importante é a digitalização completa de séries típicas de material paleontológico armazenados nas coleções de museus e institutos do mundo, bem como a criação de museus virtuais, com acesso on-line. Este será um marco importante no desenvolvimento da paleontologia. Basta pensar que qualquer paleontologista em qualquer lugar do mundo poderá acessar espécimes para pesquisa, considerar em detalhes a estrutura e assim por diante. As tecnologias modernas já permitem que você crie modelos 3D de alta qualidade sem recorrer ao uso de scanners 3D caros, mas usando apenas um número de fotos sobrepostas. O desenvolvimento e a acessibilidade da impressão 3D permitem imprimir modelos fósseis com rapidez e precisão para trabalhos futuros. Até agora, esses recursos são muito raros e podem ser listados nos dedos. Aqui estão os mais óbvios: 3dmuseum.org, www.3d-fossils.ac.uk , palbio.ru/modeling .

A terceira tarefa, que dificilmente será resolvida na próxima década, é a criação de um banco de dados global de organismos fósseis até os táxons do nível de espécie e subespécie. Tanto organizações inteiras quanto pesquisadores individuais estão envolvidos na solução dessa tarefa difícil. Assim, a criação do conhecido banco de dados de J. Sepkoski strata.geology.wisc.edu/jack , que inclui 36.000 gêneros de animais fósseis do Fanerozóico, foi um avanço para a pesquisa. Uma análise dessa base permitiu estabelecer muitas regularidades e estágios no desenvolvimento do mundo orgânico na Terra. Ainda existe um projeto muito famoso paleobiodb.org- Um banco de dados de espécimes fósseis de coleções de coleções científicas. Um enorme banco de dados de volume, que é um projeto coletivo de pesquisadores, com um grande futuro. Infelizmente, porém, o fator de erro e subjetividade da definição do material está trabalhando contra nós aqui. Obviamente, dado o volume gigantesco, ele pode ser negligenciado, mas o resultado da análise desses bancos de dados é preciso apenas em uma primeira aproximação.

A quarta, na minha opinião, tarefa importante é a criação de software altamente especializado para paleontólogos e biólogos evolutivos, permitindo que você processe dados rapidamente. E é extremamente carente. Somente nos últimos dois anos, os projetos começaram a aparecer dedicados ao desenvolvimento de aplicativos para esta disciplina. Por exemplo, uma aplicação científica bem conhecida para correlação e criação de escalas estratigráficasCriador de TimeScale . Muitas aplicações de desenvolvimento são necessárias para modelar processos evolutivos, analisando a morfologia e a distribuição geocronológica dos grupos.

A quinta tarefa é a criação de sistemas especialistas, determinantes capazes de auto-aprendizado. De fato, a introdução da IA ​​na paleontologia. Uma definição mais precisa e uma diminuição da subjetividade são os principais princípios desse processo. Infelizmente, não posso dar exemplos conhecidos de tais sistemas em paleontologia ...

De fato, ainda existem muitas subtarefas de TI que permitirão aos pesquisadores realizar estudos mais completos e detalhados, aumentar o número de descobertas e as maravilhosas obras do escritor de ficção científica e paleontologista I. A. vêm à mente. Efremov, no qual ele sonhava com o futuro dessa ciência interessante, que revelava muitos segredos sobre o nosso passado.


Retrato de Ivan Antonovich Efremov pintado por Boris Olshansky.

Source: https://habr.com/ru/post/pt380647/