💤 👨🏾 🙍🏼 A história da visão ou o mito da "complexidade indivisível" 🧕🏽 👩‍❤️‍💋‍👩 🐠

Os fatos não deixam de existir
porque são negligenciados.
Aldous Huxley

Tentando dissipar o "mito da complexidade indistinguível" pelo exemplo do olho. É frequentemente amado pelos criacionistas como um exemplo.

A principal reclamação é: “Se o olho criou a evolução, como poderia criar uma ferramenta tão complexa sem formas intermediárias? De que serve um olho? (ainda existe uma variante com meia asa, que, de fato, difere pouco dessa questão).

Estou longe da biologia, mas posso tentar responder a essa pergunta, porque não é tão difícil quanto parece e porque "nada na biologia faz sentido, exceto à luz da evolução", como F.G. disse. Dobrzhansky. Somente dessa perspectiva, o fenômeno biológico “inexplicável”, à primeira vista, se torna simples e lógico.

Ao contrário da opinião de muitas pessoas, nossos organismos estão longe do ideal de perfeição, eles têm muitas deficiências. Nossa espécie, por exemplo, possui uma estrutura complexa para os pés (embora não vivamos nas árvores há muito tempo), da qual recebemos vários ferimentos; os soluços herdados de nossos ancestrais - peixes e anfíbios , o nervo laríngeo recorrente , envolvendo o arco aórtico e retornando (em uma girafa atinge 4 metros de comprimento em vez de alguns centímetros - eu teria expulsado esse construtor). Nos homens, os cordões espermáticos também se enrolam nos ureteres. Bem, muitas outras coisas divertidas.

Trecho do livro "O Show Mais Incrível da Terra"

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Cada organismo é ao mesmo tempo resultado e, ao mesmo tempo, vítima de sua própria história. A cada passo da evolução, a seleção fornece uma solução para os problemas reais, sem levar em conta as perspectivas. Simplesmente não há ninguém que olhe para as perspectivas futuras de desenvolvimento da evolução (exceto os "Criadores" dos contos de fadas que violam o princípio da causalidade - um dos princípios básicos da ciência). O principal mecanismo da evolução é a sobrevivência preferencial e o abandono da prole por criaturas que estão mais adaptadas ao estilo de vida que estão levando no momento, no ambiente de mudança dinâmica que as cerca. Certamente, a sobrevivência, multiplicada por períodos de tempo, mal compreendida por uma mente inexperiente. A cada momento seguinte, os dispositivos alcançados no estágio anterior podem vir a ser ~~moralmente~~ irremediavelmente desatualizado e se tornam genes "fossilizados".

As condições de vida mudam - o estilo de vida dos organismos também muda, e a “bagagem” das mudanças evolutivas anteriores não desaparece. Muitos dos resultados da evolução correspondem não ao tempo de hoje, mas a estágios passados do desenvolvimento da vida. Isso ocorre porque a evolução não pode avaliar retrospectivamente suas criações. Ao contrário da versão do "design inteligente".

Richard Dawkins compara com sucesso a evolução à "escalada no Pico Incrível". Isso pode ser feito de duas maneiras - escalando uma rocha íngreme (o conceito de “gancho do céu”, “ Boeing-747 ” ou incrível sorte) ou gradualmente, acumulando mudanças nos organismos em cada estágio.

Não há como voltar atrás (mais sobre isso abaixo). Às vezes, no processo de "escalada", há menos "picos", então os organismos ficam satisfeitos com o que eles já foram capazes de acumular no processo de desenvolvimento e modificam ainda mais os corpos, com base no que eles já têm e no que as condições ambientais determinam.

O conceito de “gancho celestial” (criador inteligente, contato paleolítico etc.) é psicologicamente conveniente à primeira vista, porque remove muitas perguntas superficiais. Além do principal - no que esse "gancho" se apega? Seguindo as leis da lógica formal, colocamos isso em outro lugar, e assim por diante há uma redução sem fim e o conceito de um Criador fundamentalmente incognoscível. No entanto, ele criaria um mundo fundamentalmente incognoscível com leis fundamentalmente incognoscíveis, o que não é realmente observado - as causas dos fenômenos são geradas por leis conhecidas que têm conseqüências lógicas e verificáveis. Fenômenos desconhecidos forçam a ciência a buscar novas leis da natureza para explicá-las.

Isso não acontece durante o "edifício do edifício" gradual com um guindaste.

Qual é o motivo da "construção"? Parece - de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, devemos observar a destruição gradual de estruturas complexas. Por que a vida está lutando ativamente com a morte e ainda mais complicada?
Mas o fato é que ~~você não fechou lá, mas uma fratura exposta!~~ nosso planeta não é um sistema fechado fechado, mas um sistema termodinâmico aberto que recebe energia do Sol (a maioria). É essa circunstância que direciona as reações químicas na direção da diminuição da entropia (complica e ordena as moléculas, “armazenando” energia nelas localmente).

Inicialmente, é claro, a maior parte da energia é coletada pelas plantas, armazenando-a como glicose e outros carboidratos mais complexos, como, por exemplo, celulose. No futuro, essa energia é consumida quando as plantas são consumidas por herbívoros (e bactérias simbióticas em seus intestinos) ou bactérias do solo (sem elas, a propósito, as plantas não podem absorver o nitrogênio necessário durante o crescimento) e depois por vias tróficas complexas. A energia armazenada na planta na forma de carboidratos é consumida um pouco durante a vida de seus consumidores (uma vez que a eficiência de todos os sistemas é muito menor que 1, o "excesso" é descarregado na forma de calor e é disperso no ambiente ou usado por outras criaturas). Existem casos especiais da existência da vida (por exemplo, os chamados " fumantes negros ""), Não está vinculado à nossa luminária, mas não as consideraremos na estrutura do artigo.

É útil saber que, ao contrário da vida atual na Terra, que surgiu uma vez ( como sabemos disso? ), A visão das espécies vivas se desenvolveu de maneira completamente independente, de várias maneiras diferentes.

Primeiramente, esta é a visão dos insetos com seus olhos facetados complexos, onde cada ommatídio é conectado através de uma pequena rede de neurônios ao processo nervoso que vai para os lobos visuais do cérebro.

Além disso, o número de ommatídios nesses olhos pode variar bastante (de 8 a 9 em uma formiga a 28 mil em uma libélula). Além dos crustáceos, os crustáceos também podem ter olhos simples, por exemplo, o olho nauplial, assim chamado por estar presente na larvanauplius , embora também ocorra no câncer de adultos (no processo de desenvolvimento individual, os animais freqüentemente experimentam sua própria “evolução”). Este olho é o produto da fusão de dois ou quatro óculos, consistindo de uma camada de células fotossensíveis. No recesso do vidro, de frente para a superfície do corpo, há uma lente refratária. O olho tem uma estrutura invertida, uma vez que as fibras nervosas que se estendem desde as extremidades das células da retina são transformadas na cavidade do vidro do olho. Nos insetos, olhos não pareados, tanto dorsais quanto laterais, também são encontrados .

Em segundo lugar, a visão dos cefalópodes superiores, cujos olhos estão dispostos quase da mesma forma que os nossos. Mas, diferentemente da nossa, a retina não é invertida nela! Aparentemente, os órgãos da visão dos moluscos apareceram em animais que perderam a transparência e a concha nos moluscos - uma "invenção" muito mais antiga que a visão. Os olhos dos moluscos se desenvolveram como uma protrusão de sua superfície e, portanto, o tecido ectodérmico de sua retina é direcionado para dentro do olho, e a camada de tecido conjuntivo que os nutre parece estar do lado de fora.

Além disso, existem criaturas como vieiras , que têm até centenas de olhos simples localizados em duas fileiras ao longo da dobra do meio da borda do manto.

Não posso deixar de mencionar peixes completamente únicos - de
quatro olhosvivendo na superfície, cujos olhos são divididos por uma membrana horizontal, dividindo sua pupila em duas partes e tendo a capacidade de refratar diferentemente a luz, para que possam ver igualmente bem e acima e acima da água.

Outro exemplo de uma estrutura ocular incomum em uma espécie recentemente descoberta de peixes com barbatanas é a macropina da mariposa . Ela tem uma cabeça transparente através da qual pode ver com seus olhos tubulares verdes brilhantes (o que parece ser olhos é na verdade um órgão de cheiro):

Mas é possível entender, sem recorrer à história e à embriologia, por que nossos olhos estão dispostos não como os dos cefalópodes, mas de uma maneira muito menos lógica?

Não. Mas você tem que começar de longe.

Durante nossa embriogênese (cordados), o sistema nervoso central é formado no processo de neurulação como um tubo do tegumento, parafusado no corpo. Os primeiros acordes eram pequenos animais filtradores de animais nadando na coluna d'água, dobrando o corpo. Um tubo neural correndo ao longo do corpo proporcionava uma onda de contrações musculares que corriam suavemente pelo corpo.

A impressão de um dos primeiros representantes do nosso tipo - pikaya, do xisto cambriano Burgess. Perto é um lancelet moderno .

A camada ectoderma possui dois lados - externo e interno. O exterior está voltado para fora e forma receptores. O interior está em contato com o mesoderma, que fornece nutrição e suporte ao epitélio ectodérmico. Daí resulta que, no tubo neural, o lado externo (formando os receptores) do ectoderma corresponde não ao externo, mas à superfície interna!

Dos animais modernos, os mais próximos da estrutura do corpo aos primeiros lancelets de cordados são pequenos dispositivos de filtragem que se escondem dos predadores no chão. Os órgãos de seus sentidos são bastante primitivos. Entre eles estão os olhos hessianos, pequenos órgãos de visão que estão localizados dentro do tubo neural. O fato é que a lanceta é translúcida e, para os órgãos primitivos da visão, que só conseguem distinguir a luz da escuridão, não importa onde está localizada: na parte externa (e “olha” ao mesmo tempo no mundo exterior) ou na superfície ectodérmica interna do tubo neural (e “olha Neste caso, na cavidade do tubo). Mas, do ponto de vista da segurança das células fotossensíveis, sua localização dentro do corpo é mais benéfica - há menos risco de danos. Portanto, há todas as razões para acreditar que os órgãos de "visão" dos primeiros cordados foram organizados de maneira semelhante.

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Como alguém pode ter um desenho mais perfeito de um animal assim? Se ele puder detectar partículas individuais de alimentos e absorvê-las seletivamente, sua eficácia na corrida evolutiva aumentará. Se essas partículas estiverem vivas e o animal ainda puder absorvê-las, apesar de suas tentativas de evitar isso, essa mudança também será um passo em direção a uma maior eficiência (e proporcionará uma vantagem evolutiva). Além de livrar-se de órgãos ineficazes da visão ao longo de todo o comprimento do tubo neural, exceto a cabeça, porque esses animais já possuem assimetria axial e direção do movimento. E basta fornecer visão apenas na cabeça, a parte do corpo direcionada para os estímulos que precisam ser registrados. Como garantir o desenvolvimento da visão? Aumente o zoom no tubo neural que contém os receptores visuais,mais perto da superfície. E como aumentar a nitidez da imagem? Modifique a área do tegumento, acima do olho, que cresce de dentro para a lente refratária - a lente. Em alguns cefalópodes, por exemplo, no nautilus, está ausente. Está conectadoAparentemente , com a "perda" de um único gene regulador Six3 / 6 , que afeta o desenvolvimento do olho e está presente em quase todos os outros animais.

Surpreendentemente, olhos complexos foram capazes de "construir" e organismos unicelulares - dinoflagelados . E isso, curiosamente, são algas.

E eles têm o seguinte conjunto de cavalheiros: retina, lentes refratárias à luz, íris e córnea. Tudo isso é construído não a partir de células diferenciadas inteiras, mas a partir de organelas anteriores.

Bem, a evolução geralmente se repete. O termo "evolução convergente" foi introduzido.

Somos animais com vários tecidos e um plano de estrutura complexo. Os corpos dos cordados, dos vermes aos mamíferos, desenvolvem-se a partir de 3 camadas germinativas - camadas de células que formam todos os tecidos, órgãos e sistemas durante a embriogênese. A folha externa (tegumentar) dos tecidos germinais é chamada ectoderma. O interno, a partir do qual o intestino se desenvolve posteriormente, é o endoderme. Entre eles está o mesoderma. Se você pensar logicamente, ficará claro que a obtenção de informações do ambiente externo e seu processamento são uma função que os derivados da folha externa, o ectoderma, devem cumprir. De fato, o epitélio do tegumento interage com o meio ambiente.

Neurulação no embrião humano. O lado externo do ectoderma corresponde à superfície interna do tubo neural.

No processo de embriogênese humana, os olhos se desenvolvem de uma maneira que lembra seu desenvolvimento durante a evolução de nossa espécie. O tubo neural forma vesículas oculares, que no processo de desenvolvimento “se estendem” à superfície. O epitélio acima do vidro do olho forma a lente, sob a qual o corpo vítreo que preenche o espaço da câmara ocular está localizado, e a conseqüência do sistema nervoso central, dobrando-se várias vezes, forma a retina. Os receptores nele são virados na direção que corresponde ao lado externo do tegumento, isto é, dentro da própria retina (!) Seu suprimento de sangue e inervação são fornecidos não a partir da coróide, mas do lado da câmara ocular, isto é, de onde a luz vem.

Para garantir isso, a superfície da retina deve ser "perfurada" pelo nervo óptico e pelos vasos sanguíneos. Isso forma um "ponto cego" - uma área na superfície interna do olho.

Em outras palavras, a retina do olho é “virada para fora”: sua superfície de trabalho é virada na direção oposta àquela em que o olho está olhando. Nenhuma consideração racional de projeto pode explicar esse recurso estrutural. Pelo contrário, algumas alterações são visíveis no design, projetadas para mitigar os efeitos adversos da retina invertida. Por exemplo, as fibras nervosas que fornecem comunicação com as células da retina são desprovidas de bainhas protetoras de mielina. Isso torna os nervos mais transparentes, sacrificando a velocidade do sinal.

A evolução de uma espécie "parental" específica, tendo escolhido o caminho de desenvolvimento uma vez, não pode alterá-la retrospectivamente, portanto o corpo de organismos complexos se assemelha, nas palavras de R. Dawkins, uma "colcha de retalhos" de melhorias e compromissos. É aproximadamente o mesmo que se fosse oferecido ao projetista criar um motor a jato a partir de um motor de palhetas e um motor de palhetas a partir de um motor a vapor, com a condição de que todas as formas intermediárias sejam viáveis, enquanto executam suas tarefas da maneira mais eficiente possível. Portanto, não podemos explicar esses erros de cálculo e erros grosseiros com traços locais de correções e comprometimentos na construção de nossos olhos a partir da posição de “Design Inteligente”.

Erros desse tipo não surgem de um design ruim, mas porque "ele se desenvolveu historicamente".

Basta pensar - sistemas complexos que preparam seu futuro, estando no presente e carregando informações sobre o passado. Não é de surpreender que o conceito de evolução pareça um milagre e seja tão contra-intuitivo quanto nossas percepções.

Conhecer a grandeza da natureza, olhando no espelho que o estudo de nossa própria evolução nos fornece é o objetivo nobre de nosso presente (por mais que algo tenha algum objetivo).

Fontes de informação:

1. R. Dawkins " O show mais grandioso da Terra. Evidências de evolução " M.: Astrel: CORPUS, 2012.
2. " InsectaLib.ru : Insetos - Biblioteca de Entomologia"
3. S. Carroll " Adapte-se e sobreviva! "AST Publishing Group, 2015.
4. Site"Elementos "

A história da visão ou o mito da "complexidade indivisível"

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