Эволюционная роль асимметризации организмов, мозга и тела (Модель и правило правой руки)

Размещено на http://allbest.ru

Эволюционная роль асимметризации организмов, мозга и тела (Модель и правило правой руки)

Все существующие теории асимметрии трактуют её в рамках зеркальной (т.е. одномерной) асимметрии. Это невозможно. Размерность теории д.б. не меньше размерности загадки. Они не могут объяснить адаптивность явления, тесную связь с полом, картину доминирования, не говоря уж о предсказании чего-либо. Здесь предлагается прогностичная модель асимметрий организмов, мозга и тела.

Трехмерные организмы могут быть 4-х типов, в зависимости от симметрии или асимметрии по каждой оси: ссс, асс, аас, ааа, т.е. шаровой симметрии (ШС), радиальной (РС), билатеральной (БС) и триаксиальной асимметрии (ТА).

Классик биологии В.Н. Беклемишев, число типов угадал правильно, но, считая амёбу простейшим организмом ТА, поместил её в начале ряда. Поэтому “венцом” эволюции считали тип БС, где рядом с ланцетником, нематодой, рыбой был и человек. Это ошибка. 1. Амёба - бесформенна и ей не место в ряду форм. 2. ТА значит, что у организма есть разные спина-брюхо, зад-перед, левая-правая сторона тела. У амёбы их нет. 3. По логике эволюции ТА д.б. не в начале ряда, а в конце (не амёба, а человек). 4. Это подтверждает более асимметричный мозг мужского пола прогрессивных форм, т.к. половой диморфизм (ПД) - “компас” эволюции []. В 1992 г я предложил выделить из типа БС ТА виды: человека (приматов), китообразных и высших растений в отдельный тип, того же эволюционного ранга. Стало 4 типа и три асимметризации между ними: ШС > РС > БС > ТА.

Висящая в толще воды (невесомая) клетка была в полностью изотропной среде, поэтому имела ШС, максимальную. Став тяжелее воды, она опустилась на дно и превратилась в гидру (“лицом” вверх), став легче, всплыла к поверхности и превратилась в медузу (“лицом” вниз) - в организмы РС. Стало быть, адаптивность первой асимметрии низ-верх (спина-брюхо) ясна: её создает гравитация. Гидра сидит на дне, а медуза может медленно передвигаться. Когда у организмов РС возникла потребность в быстром движении (догнать жертву, уйти от врага), они приобрели вторую асимметрию: зад-перед (хвост-нос). Появились БС организмы: рыбы, насекомые, птицы, млекопитающие и др., с рецепторами и мозгом в передней части тела. Значит, адаптивность второй асимметрии тоже ясна: её создает поле пространства мотивации. Как действует поле на организм и почему он эволюционирует? Возьмем одномерные (линейные) организмы - гидру в поле гравитации и дождевого червя (или змею) в пространстве.

Фенотип возникает при взаимодействии генетической и средовой информации:

Ф = Г + С.

Источник Г зигота. Поскольку организм развивается из зиготы, то у гидры она д.б. у подошвы, а поток информации идти вверх к щупальцам, а у червя, зигота в кончике хвоста, а поток Г идет к носу, т.е. щупальца моложе подошвы, а нос - хвоста! Может ли развитие начинаться с носа? Нет, т.к. онтогенез повторяет филогенез. А в середине линейного организма? Да, если развитие начинается на границе двух сред (почва-атмосфера, как у растений, тогда семя прорастает вверх и вниз). Средовая информация всегда, идет навстречу и образует вдоль тела градиент потенциала. Тогда новый орган (признак) должен возникать в точке роста. Если это, нужные там, рецептор или мозг, они остаются, другие дрейфуют по градиенту к хвосту. Эту гипотезу эволюционная теория пола (ЭТП) позволяет проверить. У гидры были все главные типы размножения: бесполое (БП, почками), гермафродитное (ГФ), раздельнополое (РП), а у дождевых червей было БП, потом ГФ. ЭТП предсказывает, что яичники д.б. у гидр, между почками и семенниками, а у червей - ближе к хвосту, чем семенники. Так и есть. У гидр почки внизу, яичники выше, а семенники еще выше! У дождевых червей яичники уже в 13-м сегменте, а семенники еще в 10-м!

Эти представления подтвердили изящные опыты Сиднея Бреннера с мелкой прозрачной нематодой Caenohorbditis Elegans, за которые он получил Нобелевскую премию в 2002 г. Наблюдая развитие зиготы под микроскопом, он был удивлен, что оно начинается с хвоста, хотя иначе не могло быть. Оказалось, что на стадии 4 клеток, одна из них (Р2) управляет развитием формы. Контакт с ней передает по эстафете инструкцию деления клеток в нужном направлении. Иначе они растут в аморфный комок. Позже М. Бишофф и Р. Шнабель, прикасаясь клеткой Р2 с разных сторон к одной клетке, создали Г-образного червяка с общим концом хвоста. Этим методом, прикоснувшись к клетке с 3-х сторон, они могли бы получить трех ортогональных сиамских близнецов. Именно такой червяк мог бы стать моделью эволюционных асимметрий трехмерного мозга. Первый расположен вертикально, хвостом к подкорке, носом к коре (реликт гидры). Второй - горизонтально, хвостом к затылку, носом ко лбу (реликт нематоды). Третий - горизонтально, хвостом к правому уху, носом к левому (наш). Так как у человека латеральная асимметрия мозга и тела противоположны, то еще один червяк, лежит в теле хвостом к левому боку, носом к правому. Итого 4 асимметрии, вызванных градиентами экологических потенциалов, определяющих направления эволюции и дрейфа центров функций в мозге и самих функций в теле. То, что кора моложе подкорки, а лоб - затылка, было известно из сравнительной морфологии. А что левое полушарие (ЛП) моложе ПП, а правая сторона тела - левой, а также об эволюционном дрейфе ЛП>ПП (П>Л в теле), спереди-назад и сверху-вниз - впервые было показано в 1992 г []. Идея дрейфа (транслокации) вначале была предсказана теоретически и показана для ЛП>ПП. Здесь предлагается дедуктивный вывод по всем трем осям.

По аналогии с физикой, можно предложить “правило правой руки”, связывающее три направления эволюции мозга. “Если ортогонально расставленные три пальца правой руки поместить в голове, так чтобы большой палец был направлен вверх, к коре, указательный - вперед, ко лбу, то средний палец покажет главное направление эволюции - влево”.

Отличия новой концепции от других. 1. Асимметрию полушарий, создают не центры разных функции, а сдвиг фаз их эволюции. 2. Все центры возникают слева, спереди, сверху и дрейфуют вправо, назад, вниз. Утрата в том же порядке. Поэтому центр любой функции бывает сначала только в ЛП, потом в ЛП и ПП, в конце только в ПП. Роль ЛП поиск, создание, отбор, ввод новых функций, "карантин". ПП - совершенство работы (скорость), "архив", на случай возврата старой среды, вывод функций. Доминирует (Д) всегда, сначала наличие (или избыток) информации, над отсутствием (нехваткой). Потом, при равенстве информации, и отсутствии функции - поисковое ЛП, при наличии - более быстрое ПП.

Два пола и два полушария изоморфны. Это бинарно-сопряженные дифференциации, состоящие из консервативной и оперативной подсистем:

БСД=КП+ОП.

Где КП - Ж пол, ПП, ОП - М пол, ЛП, т.е. ЛП аналог М пола, ПП - Ж.

Их популяции бимодальны (по численности, дисперсии, моде). “Экология” опосредованная: среда>ОП>КП (> поток информации). Эволюция асинхронная: гены (центры функций) проходят сначала через М геном (ЛП), потом - Ж (ПП). У них одинаковая логика эволюции, поведения, роли и цели. Поэтому, вскрыв её у одной можно понять и у другой. Один и тот же “возрастной” принцип и смысл пребывания генов (центров функций) в М и Ж геноме (ЛП и ПП). Норма реакции КП > ОП. Фенотипические дисперсии ОП > КП.

В филогенезе чередуются 4 стадии в строго определенном порядке.

1. Стабильная при отсутствии функции, ЛП-ПП симметричны, доминирует поисковое ЛП.

2. Эволюции появления функции, ЛП-ПП асимметричны, доминирует ЛП (по кол-ву информации).

3. Стабильная при наличии функции, ЛП-КП симметричны, доминирует ПП (по совершенству).

4. Эволюции утраты функции, ЛП-ПП асимметричны, доминирует ПП (по кол-ву информации). У них аналогичный эмбриогенез. Хромосомный пол (XX-XY) определяется при зачатии, а через 2 месяца, под действием гормонов (эмбриона, крови матери и спермы отца), превращается в гормональный.

В то же время, те же гормоны определяют асимметрию мозга и тела - поведение, ментальность психику. В оптимальной среде растет рождаемость Ж и транс (Т) особей, у которых Д полушарие и Д рука с разных сторон тела (с одной стороны - цис). Любой стресс повышает рождаемость и смертность (оборачиваемость) цис особей и мужчин (особенно цис-мужчин) и их дисперсию. Пол и асимметрия создают 4 двойных фенотипа, возрастающей дисперсии: ТЖ<ТМ<ЦЖ<ЦМ. При этом разница между ТЖ и ЦМ растет, а ТМ и ЦЖ - падает, т.е. у ТЖ усиливаются Ж качества, у ЦМ - М. Поэтому, несколько утрируя, можно назвать их “сверхженщинами” и “сверхмужчинами”. Это создает на уровне популяции два адаптивных режима эволюции: в оптимальной среде, экономный, но медленный, в экстремальной - быстрый, но дорогой. Что объясняет биологические предпосылки терроризма, негативный результат глобального метода борьбы с ним и дает подход для поиска альтернативы.

Литература

асимметрия эволюция мозг тело

1. Геодакян В.А. //Усп. физиол. наук. 2005. Т. 36. № 1. С. 24-53. - //Изв. АН серия биол. 2000. № 2. С. 133-148. - //ЖВНД. 1993. Т. 43. № 3. С. 543-561. //ДАН.1992. Т. 324 № 6. С.1327-1331. www.geodakian.com www.gordon.ru

Размещено на Allbest.ru