古生物学的数字化现状与未来

在社会对基础科学失去部分兴趣的时候,人们仍然想梦想科学的未来,即未来的古生物学,当然,如果我们的文明在未来十年内不会在核大火中燃烧。

古生物学是化石生物的科学,是一门相对年轻的学科,起源于19世纪上半叶的欧洲科学家的独立学科。像任何科学一样,古生物学已经发展并且正在发展,已经为进化学提供了巨大的证据基础。多亏了古生物学,才创建了一个年代尺度,使我们意识到了地球生命的阶段性发展。

生活史
生活史。来源ru.wikipedia.org

在过去的20年中,随着数字技术和Internet的迅速发展,古生物学家已经获得了以前不可思议的研究和信息交流机会。因此,我想谈一谈古生物学和进化生物学发展的主要趋势。

一般而言,我们必须从以下事实开始:科学的发展沿着发现和解决问题的道路。这是合乎逻辑的,顺便说一下,它是与妄想学和伪科学的区别之一,在这些方面,通常不存在问题,或者解决方案与逻辑和理性定律完全矛盾。

古生物学有很多科学的,尚未解决的问题。可以说,主要的全局任务可以通过以下列表进行描述。

1. 生命的出现。当然,这个问题没有完全解决。主要有两种理论:非生物发生泛精子症。第一个关于无生命的生物的非生物化学起源(在这条线也不清楚),第二个关于从太空将生命带到地球。第二种理论也有证据基础,但提出的问题多于答案。关于生命起源的数百甚至数以千计的科学著作已经被撰写,并且可以谈论数小时,所以让我们深思一个事实,这个最重要的任务仍在等待其独特的解决方案。

原始地球的艺术重建:陨石,古老的海洋,有原始肉汤。
原始地球的艺术重建:陨石,古老的海洋,有原始肉汤

2.全球灭绝。在过去的二十年中,科学界对这些现象的兴趣大大增加。经过路易斯和沃尔特·阿尔瓦雷斯的轰动性工作白垩纪-古纪灭绝的陨石成因及著名的J. Sepkoski数据库的出版通过对这一分析的分析,有可能找出在古生代时代有机世界灭绝的主要阶段,科学界已着手寻找大规模灭绝的原因。现在有许多模棱两可的假设:关于我们的系统经过银河系区域摧毁所有生物的循环,关于超新星爆炸导致的死亡,关于强火山作用(这被彼尔姆灭绝所证实)等。由国内古生物学家发展起来的关于生物大灭绝的生物原因的理论已经得到了很好的发展。还有一些复杂的模型,其中包含大量相互关联的因素,并解释了这些现象。但是,没有绝大多数研究人员都同意的明确理论。

新生代海洋生物灭绝时间表
生代时期海洋动物灭绝的时间表。由于对J. Sepkoski数据库的分析而构建。来源ru.wikipedia.org

3.进化方式。一个足够重要的问题。自C. Darwin的著作出版以来,进化生物学已向前迈进了一大步。这是一个相当复杂,庞大的教学,具有不可动摇的证据基础。但是,当然,没有通用的,简单的概念,任何事物的特定理论来完全,完全地解释其规律和原因。主要问题在于,有机世界的演化仅在我们星球上的一个副本中为我们所知,而我们根本没有可比性。

人形进化树
进化人类树。来源humanorigins.si.edu

4.有机世界的一般系统。目前,还没有能使所有研究人员满意并能反映所有群体系统发育的有机世界的通用系统。首先,有许多方法可以实施建筑分类法(形态,分子等),最后是一个主要问题-活的自然中分类单元的存在与现实有多少对应?物种之间的确切分界线在哪里,更高级别的分类单元的完整性如何。这些都是非常复杂的问题,需要一个连贯且明确的答案。

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有机世界的现代分支图之一(本质上是系统发育图)。来源ru.wikipedia.org

还有许多其他重要的全球性问题,例如寒武纪爆炸的起因,文迪安有机世界的系统地位,太古代中氧的巨大灭绝,人与意识的进化等,需要进一步的研究和更明确的答案。

让我们梦about以求的是,古生物学和进化生物学的可能的未来已经幸运地来到了,并且正在应用什么方法。

首先,最重要的任务是开发在线图书馆。所有绝对科学文献都必须数字化。 GOOGLE Corporation为此付出了巨大的努力,全世界都对此表示感谢,但通常来说,出版商的版权存在阻碍了这一进程。尤其是仅提供付费访问资源的发布者。所有科学文献必须而且必须是自由的。许多研究人员通过电子信件与文章的其他重印稿共享或将其张贴在他们的网站上,但是在任何情况下都不可能访问所有数字化的文章和作品。同样,许多图书馆反对其书籍数字化,这是基于以下事实:如果可以电子形式获得文献,那么实际上它们将不作任何保留。当然,这是真的但是进步和可访问性仍然比图书馆的意见重要。这是我的个人观点,版权捍卫者当然不会同意。在俄罗斯的互联网领域,只有十几个站点的资源作者收集并公开获得了有关古生物学的数字化科学文献。也许两个主要资源值得一提,即著名的古生物学家,科学普及者的网站 Markov和俄罗斯科学院地质研究所工作人员所在地

第二个最重要的任务是对存储在世界各地博物馆和研究所藏品中的典型古生物学材料系列进行完整的数字化,以及通过在线访问创建虚拟博物馆。这将是古生物学发展的一个重要里程碑。试想,世界上任何地方的古生物学家都将能够获取标本进行研究,详细考虑结构等。现代技术已经允许您创建高质量的3D模型,而不必诉诸使用昂贵的3D扫描仪,而仅使用许多重叠的照片。 3D打印的发展和可访问性将使您能够快速准确地打印化石模型,以进行进一步的工作。迄今为止,此类资源非常罕见,可以一目了然。以下是最明显的示例3dmuseum.orgwww.3d-fossils.ac.ukpalbio.ru / modeling

第三项任务是在下一个十年内不太可能解决,这是建立一个全球化石生物数据库,直至物种和亚种级别的分类单元。整个组织和个人研究人员都参与解决这一艰巨的任务。因此,建立一个著名的J. Sepkoski strata.geology.wisc.edu/jack数据库,其中包括36,000属生代动物化石动物,是研究的一项突破。对这一基础的分析使建立地球有机世界发展的许多规律性和阶段成为可能。仍然有一个非常著名的项目paleobiodb.org-来自科学馆藏的化石标本数据库。庞大的数据库,是研究人员的集体项目,具有广阔的前景。但是,不幸的是,材料定义的错误和主观性在这里不利于我们。当然,鉴于庞大的数量,可以忽略不计,但是对此类数据库的分析结果仅在初次近似时才是准确的。

我认为,第四项重要任务是为古生物学家和进化生物学家创建高度专业的软件,使您能够快速处理数据。而且非常缺乏。仅在最近几年中,才开始出现致力于该学科应用程序开发的项目。例如,一种著名的科学应用,用于关联和创建地层标尺TimeScale创建者。建模演化过程,分析群体的形态和年代分布需要许多开发应用程序。

第五项任务是创建专家系统,这是能够自学的决定因素。实际上,将AI引入了古生物学。更精确的定义和主观性的降低是此过程的主要原理。不幸的是,我无法在古生物学中提供此类系统的著名示例...

实际上,仍然有许多IT子任务可以使研究人员进行更彻底和详细的研究,增加发现的数量,并且浮现在脑海中的是科幻小说家和古生物学家I. A.的精彩著作。埃夫雷莫夫(Efremov)在梦中梦想着这门有趣的科学的未来,揭示了我们过去的许多秘密。

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鲍里斯·奥尔尚斯基(Boris Olshansky)画的伊凡·安东诺维奇·埃夫雷莫夫(Ivan Antonovich Efremov)肖像。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380647/


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