Schemat ewolucyjnego mechanizmu pojawiania się mimikry. Uniwersalny Schemat Ewolucji

Schemat ewolucyjnego mechanizmu pojawiania się mimikry.  Uniwersalny Schemat Ewolucji

1. Określ zjawisko – przykład przebrania.

    kolorystyka biedronek i stonki ziemniaczanej

    kolorowanie jelenia sika i tygrysa

    plamy na skrzydłach motyli, podobne do oczu kręgowców

    podobieństwo koloru motyla pyerida do koloru niejadalnego motyla helikonid

2. Adaptacja ułatwiająca przenoszenie niekorzystnych abiotycznych czynników przyrody, -

    modyfikacja liści berberysu w kolce

    długi korzeń ciernia wielbłąda,

    śpiew samców ptaków

    jasny kolor upierzenia samców bażantów, kaczek i kurczaków

3. Narządy homologiczne u zwierząt są

    kończyny karalucha i żaby

    skrzydła ptaka i motyla

    łapy tygrysa i kreta

    przednie kończyny kreta i niedźwiedzia

4. Formą przejściową między gadami a ptakami były:

    Archaeopteryks

    hoacyny

    obcokrajowcy

    pterodaktele

5. Podobne narządy w roślinach to:

    korzeń i kłącze

    korzeń i korzeń

    liść i sepal

    pręciki i słupek

6. Ustanowienie form przejściowych między najstarszymi a współczesnymi grupami organizmów jest… dowodem ewolucji.

    biogeograficzny

    paleontologiczny

    porównawczy anatomiczny

    embriologiczny

7. Filogenetyczne pokrewieństwo organizmów odnosi się do… dowodów ewolucji.

    embriologiczny

    porównawczy anatomiczny

    paleontologiczny

    molekularny

8. Podobieństwa i różnice między fauną i florą różnych kontynentów są uważane za… dowód ewolucji.

    embriologiczny

    porównawczy anatomiczny

    paleontologiczny

    biogeograficzny

9. Stwierdzenie, że „przydatność organizmów jest przejawem pierwotnej celowości, zgodnie z planem Stwórcy”, należy do

    K. Beru

    Ch.Darwin

    J.-B. Lamarck

    K. Linneusz

10. Zdolność przystosowania się roślin do zapylania przez wiatr charakteryzuje się:

    obecność krótkich włókien

    obecność suchego pyłku

    obecność jasnych koronek kwiatów

    kwitnienie w nocy

11. Przykładem przystosowania się roślin do sezonowych zmian w przyrodzie jest:

    modyfikacja liści kaktusa

    opadanie liści

    obecność jasnej korony i nektaru

    tworzenie soczystych owoców

12. W procesie ewolucji umiarkowane płazy rozwinęły przystosowanie do znoszenia niekorzystnych warunków środowiskowych - to

1) zawieszona animacja

    magazyn żywności

    odbarwienie

    migracja do ciepłych regionów

13. Przykładem mimikry jest

    podobieństwo kształtu ciała rekina i delfina

    ubarwienie pszczół i trzmieli

    podobieństwo kształtu ciała i ubarwienia bzygowca i osy

    zielony kolor gąsienicy kapusty białej

14. Motyle nocne zbierają nektar z jasnych kwiatów, wyraźnie widocznych w nocy, ale często wlatują w ogień i giną. To dowód... osprzętu.

    absolutność

    nieskuteczność

    względność

    uniwersalność

    seria filogenetyczna

16. Podstawą u ludzi jest:

1) dodatek

    gruba linia włosów

    wielosutek

    ogon

17. Edukacja to nie aromorfoza

    dwa kręgi krążenia krwi u płazów

    kręgosłup w akordach

    serce trójkomorowe u płazów

    trąba słonia

18. Idioadaptacja to strata

    korzenie kania

    liście kaktusa

    łodyga i liście raflezji

    chlorofil w broomrape

19. Obecność różnych rodzajów sygnałów świetlnych w różnych typach świetlików jest przykładem… izolacji.

    geograficzny

    Mechaniczny

    ekologiczny
    4) etologiczny

20. Hybrydy konia i osła (muła), osła i ogiera (osłomu), bieługi i sterleta (Bester) są jałowe - to jest przykład… izolacji.

    genetyczny

    geograficzny

    mechaniczny

    ekologiczny

Przykład

ścieżka ewolucji

1) Aromorfoza

B) tworzenie chwytnego ogona u małp

2) idioadaptacja

B) pojawienie się akordu

3) zwyrodnienie

D) pojawienie się chlorofilu

D) przemiana liści w ciernie w kaktusie

E) utrata liści, korzeni rzęsy

    Ustal zgodność między kryteriami gatunkowymi a cechami pliszki siwej

Zobacz kryterium

A) żywi się owadami i robakami

1) morfologiczny

B) ostre skrzydła

2) ekologiczne

B) pióra sterujące 12

D) zwykle osiada w pobliżu wody

D) mały smukły ptak

E) długi ogon

    Ustal kolejność występowania wymienionych grup zwierząt

    nieczaszkowy

    ryby

    Gady

    ptaki

    płazy

    skorupiak

1) W wyniku działania doboru naturalnego zachowane są osobniki o cechach przydatnych dla ich dobrobytu. 2) U gatunków, które żyją jawnie i mogą być dostępne dla wrogów, rozwija się kamuflaż, przez co organizmy stają się mniej widoczne na tle otoczenia, np. konik polny, cietrzew, leszczyna, pardwa itp. 3) Gąsienice niektórych motyli kształtem i kolorem przypominającym sęki - to przykład ubarwienia ostrzegawczego. 4) Mimikra - imitacja niechronionych organizmów jednego gatunku przez bardziej chronione innego gatunku, np. niejadowite węże i owady imitujące trujące. 5) Wszystkie adaptacje są absolutne i pomagają organizmowi przetrwać w określonych warunkach.

Dziobak jest dziwacznym zwierzęciem wodnym średniej wielkości (do 65 cm) z ogonem przypominającym bobra i kaczym dziobem. Między palcami łap błony, na tylnych nogach „ostrogi” z trującymi gruczołami. Dziobak żywi się małymi zwierzętami wodnymi, głównie owadami. Na stromych brzegach australijskich rzek kopie długie, do 6 m doły. Samica buduje w tej dziurze gniazdo, w którym składa 2-4 jaja w miękkiej błonie w kształcie rogu.

    Jakie są główne aromorfozy, które pojawiły się u ptaków w procesie ewolucji? Wyjaśnij odpowiedź.

TEST

O biologii na temat: „Mechanizmy ewolucji”

    opcja.

Wybierz jedną odpowiedź:

1. Nazwij zjawisko – przykład mimikry.

    konik polny zielony kolor

    bzygow jest podobny kształtem i kolorem do pszczoły

    kolor grzbietu chomika zwykłego zbliżony do koloru spalonej trawy

    podobieństwo między oczami głowonogów i ssaków

2. Co nie jest przystosowaniem do warunków? środowisko?

    wysoki wskaźnik urodzeń

    wysoka śmiertelność

    mimika

    ostrzeżenie o zabarwieniu

3. Organ homologiczny do ludzkiej kości ogonowej -

    kopyto

    skrzydło

    płetwa

    ogon

4. Formą przejściową między płazami a gadami były:

    dinozaury

    jaszczurki zwierzęce

    ryba płetwiasta

    stegocefalowie

5. Podobne narządy u zwierząt to kończyny kreta i

1) niedźwiedzie

2) psy

3) kaczki

4) jaszczurki

6. Obecność organów homologicznych i podobnych w różnych grupach organizmów odnosi się do… dowodów ewolucji.

    embriologiczny

    porównawczy anatomiczny

    paleontologiczny

    molekularny

7. Obecność szczątków i atawizmów w różnych grupach organizmów odnosi się do… dowodów ewolucji.

    embriologiczny

    porównawczy anatomiczny

    paleontologiczny

    molekularny

8. Istnienie form przejściowych (na przykład ryb płetwiastych, paproci nasiennych) odnosi się do… dowodów ewolucji.

    embriologiczny

    porównawczy anatomiczny

    paleontologiczny

    molekularny

9. Stwierdzenie, że organizmy mają wrodzoną zdolność do zmiany pod wpływem środowiska zewnętrznego należy do:

    K. Beru

    Ch.Darwin

    J.-B. Lamarck

    K. Linneusz

10. Przykładem przystosowania się zwierząt do sezonowych zmian w przyrodzie jest

    zawieszona animacja płazów

    ruch osłony skrzeli okonia

    nocna aktywność jeży

4) szukaj zdobyczy przez wilki

11. Ryby dwudyszne rozwinęły przystosowanie do:

1) ochrona przed drapieżnikami

    zmiana długości dnia

    zmiana temperatury otoczenia

    utrzymująca się sezonowa susza

12. Jaka adaptacja do warunków środowiskowych wykształciła się u ptactwa wodnego w procesie ewolucji?

    Długa szyja

    pływać membrana

    okładka z piór

    umiejętność latania

13. Porównawcze dowody anatomiczne ewolucji obejmują:

    narządy homologiczne i podobne

    struktura komórkowa organizmy żywe

    podobieństwo zarodków kręgowców

    seria filogenetyczna

14. Przykładem jest zielony kolor konika polnego, gąsienice motyla

    przebranie

    mimika

    protekcjonalna kolorystyka

    ostrzeżenie o zabarwieniu

15. Paleontologiczne dowody ewolucji obejmują:

    narządy homologiczne i podobne

    struktura komórkowa organizmów żywych

    podobieństwo zarodków kręgowców

    seria filogenetyczna

16. Trujące węże są niebezpieczne dla wielu zwierząt, ale jedzą je mangusty i jeże. To dowód... osprzętu.

    absolutność

    nieskuteczność

    względność

4) wszechstronność

17. Degeneracja to strata

    gruby płaszcz słonia

    kończyny u wielorybów

    narządy trawienne u bydlęcego tasiemca

    cztery palce na koniu

18. Aromorfoza to edukacja

    płetwy

    trąba słonia

    akordy

    wytrwały ogon małpy

19 Idioadaptacja to

1) wystąpienie procesu seksualnego

2) pojawienie się akordu

3) formowanie trąby słonia

4) wzrost masy mózgu

20. Przestrzenna separacja muszek owocówek żyjących na Hawajach jest przykładem… izolacji

    etologiczny

    geograficzny

    mechaniczny

    ekologiczny

    Dopasuj ścieżkę do przykładów, które ją ilustrują.

Przykład

ścieżka ewolucji

A) pojawienie się wielokomórkowości

1) Aromorfoza

B) pojawienie się pełzającej łodygi

2) idioadaptacja

C) utrata korzeni, liści, chlorofilu w kanianie

3) zwyrodnienie

D) tworzenie płetw w fokach

D) pojawienie się fotosyntezy

E) uformowanie trąby słonia

G) tworzenie trójkomorowego serca

    Dopasuj kryteria gatunkowe do cech strusia afrykańskiego

Charakterystyka pliszki siwej

Zobacz kryterium

A) rośliny są powszechnym pokarmem, ale czasami zjada również małe zwierzęta

1) morfologiczny

B) nogi są mocne, dwupalczaste; luźne upierzenie

2) ekologiczne

C) mieszka na otwartych sawannach i półpustyniach

D) duży ptak o wadze do 90 kg, do 3 metrów wysokości

D) dziób jest prosty i płaski; duże oczy z grubymi rzęsami

E) może długo obyć się bez wody, ale czasami chętnie pije i lubi pływać

    Ustal sekwencję, która odzwierciedla ewolucję roślin

    glony wielokomórkowe

    glony jednokomórkowe

    paprocie

    psilofity

    rozkwit

    mszaki

24. Znajdź błędy w podanym tekście. Wskaż numery propozycji, w których zostały złożone, popraw je.

1) Ptaki wyewoluowały ze starożytnych płazów w erze mezozoicznej. 2) Skamieniałą formą przejściową jest stegocephalus, który został znaleziony jako skamielina. 3) Miał skrzydła, upierzenie, zrośnięte obojczyki. 4) Do pojawienia się ptaków przyczyniły się następujące allogenezy: czterokomorowe serce, stała temperatura ciała, zróżnicowanie dróg oddechowych. 5) Odkrycia kopalnych form przejściowych są paleontologicznymi dowodami ewolucji świata organicznego

25. Jakie kryteria są opisane w poniższym tekście? Wyjaśnij odpowiedź.

Ptak kiwi zamieszkuje gęste wilgotne lasy Nowej Zelandii. Ze wszystkich ptaków bezgrzebieniowych kiwi jest najmniejszy (wysokość 55 cm, waga do 3,5 kg). Skrzydeł praktycznie nie ma, ich szczątki są ukryte pod włoskowatym upierzeniem. Nogi są krótkie i szeroko rozstawione, dzięki czemu kiwi porusza się jak w zegarku. Dziób długi, nozdrza przesunięte ku końcowi. Kiwi żywią się głównie dżdżownicami, znajdując zdobycz za pomocą węchu. Samica składa zwykle jedno ogromne (do 500 g) jajo w płaskim gnieździe. Samiec wysiaduje jajo.

26. Jakie są główne aromorfozy, które powstały u płazów w procesie ewolucji? Podaj co najmniej cztery aromaty.

Pojawienie się adaptacji w wyniku doboru naturalnego

Adaptacje to właściwości i cechy organizmów, które zapewniają adaptację do środowiska, w którym te organizmy żyją. Adaptacja nazywana jest również procesem adaptacji. Powyżej przyjrzeliśmy się, jak niektóre adaptacje powstają w wyniku doboru naturalnego. Populacje ćmy brzozowej przystosowały się do zmienionych warunków zewnętrznych w wyniku nagromadzenia ciemnych mutacji kolorystycznych. W populacjach ludzkich zamieszkujących obszary malarii adaptacja pojawiła się w wyniku rozprzestrzeniania się mutacji sierpowatej. W obu przypadkach adaptację osiąga się poprzez działanie doboru naturalnego.

W tym przypadku materiałem do wyboru jest zmienność dziedziczna nagromadzone w populacjach. Ponieważ różne populacje różnią się od siebie zestawem nagromadzonych mutacji, w różny sposób przystosowują się do tych samych czynników środowiskowych. W ten sposób populacje afrykańskie przystosowały się do życia na obszarach podatnych na malarię poprzez akumulację mutacji anemii sierpowatej. HbS, a w populacjach zamieszkujących Azję Południowo-Wschodnią odporność na malarię powstała na podstawie nagromadzenia szeregu innych mutacji, które w stanie homozygotycznym powodują również choroby krwi, a w stanie heterozygotycznym - zapewniają ochronę przed malarią.

Przykłady te ilustrują rolę doboru naturalnego w kształtowaniu adaptacji. Należy jednak wyraźnie zrozumieć, że są to szczególne przypadki stosunkowo prostych adaptacji, które powstają w wyniku selektywnej reprodukcji nosicieli pojedynczych „korzystnych” mutacji. Jest mało prawdopodobne, aby większość adaptacji powstała w ten sposób.

Barwienie ochronne, ostrzegawcze i imitacyjne. Rozważmy na przykład tak rozpowszechnione adaptacje, jak protekcjonalna, ostrzegawcza i naśladowcza kolorystyka (mimikra).
Zabarwienie ochronne pozwala zwierzętom stać się niewidzialnymi, łącząc się z podłożem. Niektóre owady do złudzenia przypominają liście drzew, na których żyją, inne przypominają wysuszone gałązki lub ciernie na pniach drzew. Te adaptacje morfologiczne są uzupełniane adaptacjami behawioralnymi. Owady chowają się dokładnie w tych miejscach, w których są mniej widoczne.

Niejadalne owady i trujące zwierzęta - węże i żaby, mają jasną, ostrzeżenie o zabarwieniu. Drapieżnik, raz zetknięty z takim zwierzęciem, przez długi czas kojarzy tego typu ubarwienie z niebezpieczeństwem. Jest to używane przez niektóre nietrujące zwierzęta. Nabierają uderzającego podobieństwa do trujących, a tym samym zmniejszają niebezpieczeństwo ze strony drapieżników. Już imituje kolor żmii, mucha naśladuje pszczołę. Zjawisko to nazywa się mimika.

Jak powstały te wszystkie niesamowite urządzenia? Jest mało prawdopodobne, aby pojedyncza mutacja mogła zapewnić tak dokładną korespondencję między skrzydłem owada a żywym liściem, między muchą a pszczołą. To niewiarygodne, że pojedyncza mutacja spowodowała, że ​​owad o protekcjonalnym kolorze ukryłby się dokładnie na liściach, na jakie wygląda. Oczywiście takie adaptacje, jak ubarwienie ochronne i ostrzegawcze oraz mimikra, powstały w wyniku stopniowej selekcji tych wszystkich drobnych odchyleń w kształcie ciała, w rozmieszczeniu pewnych pigmentów, we wrodzonym zachowaniu, które istniały w populacjach przodków tych zwierząt. Jedną z najważniejszych cech doboru naturalnego jest jego łączny- jego zdolność do akumulowania i wzmacniania tych odchyleń w wielu pokoleniach, sumując zmiany w poszczególnych genach i układach organizmów przez nie kontrolowanych.

Najciekawszym i najtrudniejszym problemem są początkowe etapy powstawania adaptacji. Oczywiste jest, jakie korzyści daje niemal idealne podobieństwo modliszki do suchej gałęzi. Ale jakie zalety mógł mieć jego odległy przodek, który tylko w niewielkim stopniu przypominał gałązkę? Czy drapieżniki są tak głupie, że można je tak łatwo oszukać? Nie, drapieżniki wcale nie są głupie, a dobór naturalny z pokolenia na pokolenie „uczy” je coraz lepiej rozpoznawać sztuczki ofiary. Nawet idealne podobieństwo współczesnej modliszki do węzła nie daje mu 100% gwarancji, że żaden ptak go nie zauważy. Jednak jego szanse na uniknięcie drapieżnika są większe niż w przypadku owada o mniej doskonałym ubarwieniu ochronnym. W ten sam sposób jego daleki przodek, który tylko nieznacznie przypomina węzeł, miał nieco większą szansę na życie niż jego krewny, który w ogóle nie wyglądał na węzeł. Oczywiście ptak, który siedzi obok niego, z łatwością go zauważy w pogodny dzień. Ale jeśli dzień jest mglisty, jeśli ptak nie siedzi w pobliżu, ale przelatuje obok i postanawia nie tracić czasu na coś, co może być modliszką lub może być węzłem, to minimalne podobieństwo ratuje życie nosicielowi tego ledwo zauważalne podobieństwo. Jego potomkowie, którzy odziedziczą to minimalne podobieństwo, będą liczniejsi. Ich udział w populacji wzrośnie. To utrudni życie ptakom. Wśród nich większe sukcesy odniosą ci, którzy dokładniej rozpoznają zakamuflowaną zdobycz. W grę wchodzi ta sama zasada Czerwonej Królowej, o której mówiliśmy w paragrafie o walce o byt. Aby utrzymać przewagę w walce o życie, osiągniętą poprzez minimalne podobieństwo, gatunek ofiary musi się zmienić.

Dobór naturalny wychwytuje wszystkie te drobne zmiany, które zwiększają podobieństwo koloru i kształtu do podłoża, podobieństwo między gatunkami jadalnymi a gatunkami niejadalnymi, które imituje. Należy pamiętać, że różne typy drapieżników wykorzystują różne metody znajdowania zdobyczy. Niektórzy zwracają uwagę na kształt, inni na kolor, niektórzy mają wizję kolorów, inni nie. Tak więc dobór naturalny automatycznie wzmacnia, na ile to możliwe, podobieństwo między naśladowcą a modelem i prowadzi do tych niesamowitych adaptacji, które obserwujemy w naturze.

Pojawienie się złożonych adaptacji. Wiele adaptacji jawi się jako skomplikowane i celowo zaplanowane urządzenia. W jaki sposób tak złożona struktura, jak ludzkie oko, mogła powstać w wyniku doboru naturalnego losowo występujących mutacji?

Naukowcy sugerują, że ewolucja oka rozpoczęła się od duże grupyświatłoczułe komórki na powierzchni ciała naszych bardzo odległych przodków, którzy żyli około 550 milionów lat temu. Umiejętność rozróżniania światła i ciemności z pewnością była dla nich użyteczna, zwiększając ich szanse na życie w porównaniu z ich całkowicie ślepymi krewnymi. Przypadkowa krzywizna „wizualnej” powierzchni poprawiła widzenie, co pozwoliło określić kierunek do źródła światła. Pojawiła się muszla oczna. Nowo pojawiające się mutacje mogą prowadzić do zwężenia i poszerzenia otworu kubka wzrokowego. Zwężenie stopniowo poprawiało widzenie - światło zaczęło przechodzić przez wąski otwór. Jak widać, każdy krok zwiększał sprawność tych osób, które zmieniły się we „właściwym” kierunku. Wrażliwe na światło komórki tworzyły siatkówkę. Z biegiem czasu w przedniej części gałki ocznej utworzyła się soczewka, która działa jak soczewka. Wyglądało to najwyraźniej jako przezroczysta dwuwarstwowa struktura wypełniona cieczą.

Naukowcy próbowali symulować ten proces na komputerze. Wykazali, że oko takie jak złożone oko małża mogło wyewoluować z warstwy światłoczułych komórek o stosunkowo łagodnej selekcji w ciągu zaledwie 364 000 pokoleń. Innymi słowy, zwierzęta, które co roku zmieniają pokolenia, mogą stworzyć w pełni rozwinięte i doskonałe optycznie oko w mniej niż pół miliona lat. To bardzo krótki okres na ewolucję, biorąc pod uwagę to średni wiek gatunek w mięczakach ma kilka milionów lat.

Wszystkie domniemane etapy ewolucji ludzkiego oka można znaleźć wśród żywych zwierząt. Ewolucja oka podążała różnymi ścieżkami w różne rodzaje Zwierząt. Dzięki doborowi naturalnemu niezależnie wyewoluowało wiele różnych form oka, a oko ludzkie jest tylko jedną z nich, a nie najdoskonalszą.

Jeśli uważnie przyjrzymy się budowie oka człowieka i innych kręgowców, znajdziemy szereg dziwnych niespójności. Kiedy światło wpada do ludzkiego oka, przechodzi przez soczewkę i dociera do światłoczułych komórek siatkówki. Światło musi podróżować przez gęstą sieć naczyń włosowatych i neuronów, aby dotrzeć do warstwy fotoreceptorów. O dziwo, ale zakończenia nerwowe zbliżają się do komórek światłoczułych nie od tyłu, ale od przodu! Ponadto zakończenia nerwowe gromadzą się w nerwie wzrokowym, który rozciąga się od środka siatkówki, tworząc w ten sposób martwy punkt. Aby zrekompensować zacienienie fotoreceptorów przez neurony i naczynia włosowate oraz pozbyć się martwego pola, nasze oko nieustannie się porusza, wysyłając do mózgu serię różnych projekcji tego samego obrazu. Nasz mózg wykonuje złożone operacje, dodając te obrazy, odejmując cienie i obliczając rzeczywisty obraz. Wszystkich tych trudności można by uniknąć, gdyby zakończenia nerwowe zbliżały się do neuronów nie od przodu, ale od tyłu, jak na przykład u ośmiornicy.

Schemat budowy oka kręgowców. Zakończenia nerwowe zbliżają się do fotoreceptorów od przodu i zasłaniają je.

Sama niedoskonałość oka kręgowców rzuca światło na mechanizmy ewolucji przez dobór naturalny. Już nie raz mówiliśmy, że selekcja działa zawsze „tu i teraz”. Sortuje różne odmiany już istniejących struktur, wybierając i sumując najlepsze z nich: najlepsze z „tu i teraz”, niezależnie od tego, czym te struktury mogą się stać w odległej przyszłości. Dlatego kluczem do wyjaśnienia zarówno doskonałości, jak i niedoskonałości nowoczesne konstrukcje należy szukać w przeszłości. Naukowcy uważają, że wszystkie współczesne kręgowce pochodzą od zwierząt takich jak lancet. W lancecie neurony światłoczułe znajdują się na przednim końcu cewy nerwowej. Przed nimi znajdują się komórki nerwowe i barwnikowe, które zasłaniają fotoreceptory przed światłem wpadającym z przodu. Lancelet odbiera sygnały świetlne z boków jego przezroczystego korpusu. Można przypuszczać, że wspólny przodek oka kręgowca był ułożony w podobny sposób. Potem ta płaska konstrukcja zaczęła przekształcać się w muszlę oczną. Przednia część cewy nerwowej wystawała do wewnątrz, a neurony znajdujące się przed komórkami receptorowymi pojawiły się na nich. Proces rozwoju oka w embrionach współczesnych kręgowców w pewnym sensie odtwarza sekwencję wydarzeń, które miały miejsce w odległej przeszłości.

Ewolucja nie tworzy nowych konstrukcji „od zera”, zmienia (często nierozpoznawalnie zmienia) stare konstrukcje, tak aby każdy etap tych zmian był adaptacyjny. Każda zmiana powinna zwiększać sprawność jego nośników, a przynajmniej nie zmniejszać jej. Ta cecha ewolucji prowadzi do stałego ulepszania różnych struktur. Jest też przyczyną niedoskonałości wielu adaptacji, dziwnych niespójności w budowie organizmów żywych.

Należy jednak pamiętać, że wszelkie adaptacje, bez względu na to, jak doskonałe mogą być, są względne. Oczywiste jest, że rozwój umiejętności latania nie jest zbyt dobrze połączony z umiejętnością szybkiego biegania. Dlatego ptaki, które mają najlepszą zdolność latania, to słabi biegacze. Wręcz przeciwnie, strusie, które nie potrafią latać, biegają bardzo dobrze. Adaptacja do pewnych warunków może być bezużyteczna, a nawet szkodliwa, gdy pojawią się nowe warunki. Jednak warunki życia zmieniają się nieustannie, a czasem bardzo dramatycznie. W takich przypadkach nagromadzone wcześniej adaptacje mogą utrudniać powstawanie nowych, co może doprowadzić do wyginięcia dużych grup organizmów, jak to miało miejsce ponad 60-70 milionów lat temu w przypadku niegdyś bardzo licznych i różnorodnych dinozaurów.

1. Zdefiniuj adaptację.

2. Jaki czynnik ewolucyjny odgrywa decydującą rolę w powstawaniu adaptacji?

3. Czy złożone adaptacje mogą powstać z pojedynczych mutacji?

4. Czy dryf genetyczny może prowadzić do adaptacji?

5. Podaj przykłady różnych znanych Ci adaptacji i spróbuj zrekonstruować historię ich występowania.

6. Jaki jest powód niedoskonałości niektórych adaptacji?

"…Bardzo owocny podejście do transdyscyplinarnej unifikacji nauk może być akceptując ewolucję jako główną koncepcję. Zunifikowana teoria opisze różne fazy i aspekty procesu ewolucyjnego za pomocą niezmiennych ogólnych praw. Prawa te pozwolą naukowcom opisać zachowanie i ewolucję kwantów, atomów, molekuł, komórek, organizmów i układów organizmów zgodnie z spójny ujednolicony schemat…".
Ervina Laszlo. Fundamenty transdyscyplinarne
ujednolicona teoria.

W oparciu o znaną teorię rozwiązywania problemów wynalazczych (TRIZ) praw rozwoju systemów technicznych i za pomocą analizy ewolucji systemów o najróżniejszej naturze powstał taki uniwersalny Schemat ewolucji.

I. Opis Uniwersalnego Schematu Ewolucji

1. Zmniejszona żywotność systemu

Identyfikacja problemu zagrażającego przetrwaniu systemu. Cała historia przyrody, zwierząt i flora, cywilizacja ludzka, technologia i nauka - to historia odmowy (śmierci, wyzwolenia itp.) niedoskonałych organizmów, zwyczajów i fundamentów, mechanizmów, idei i teorii. Jeśli zwrócisz się do ust Sztuka ludowa, wtedy od razu sobie przypominam: „Biada zwyciężonym!”, „Niech przegrany płacze…” czy coś w tym stylu.

Blok 1 odpowiada sformułowaniu sprzeczności administracyjnej według Altszullera: „Coś trzeba zrobić!”.

2. Zmniejszona idealność Systemu

Powodem zagrażającym przetrwaniu systemu jest niska idealność, wyrażająca się obniżoną wartością stosunku użytecznych funkcji systemu do kosztownych, szkodliwych funkcji. W życiu taka sytuacja występuje bardzo często. Stale oceniamy systemy i wyciągamy wnioski: „Gra nie jest warta świeczki”, „Gra nie jest warta świeczki”, „Za morzem jałówka to pół, ale rubel jest przewożony”, „Nie pasza dla koni”, „Czapka nie jest dla Senki…” itp.

Po ocenie idealności Systemu są 2 sposoby:

3. Utworzenie nowego Systemu (jeśli System z wymaganymi funkcjami albo nie istnieje, albo istniejący System nie ma zasobów)

Stworzenie nowego Systemu, dla którego problem przetrwania, który powstał z powodu zidentyfikowanych czynników, albo całkowicie znika, albo nie ma znaczenia, albo nie jest tak dotkliwy.

Przy tworzeniu nowego systemu konieczne jest spełnienie wymagań Prawo kompletności części pojazdu: zapewnić niezbędny zestaw elementów Systemu i połączeń między nimi, ich minimalną wydajność.

4. Poprawa istniejącego Systemu (jeśli System posiada zasoby)

Taka zmiana w istniejącym systemie, w którym problem przetrwania, który powstał według zidentyfikowanych czynników, albo całkowicie znika, albo nie ma znaczenia, albo nie jest tak dotkliwy.

5. Konsolidacja istniejących systemów

Z reguły korzystamy z tej ścieżki, gdy przynajmniej jeden z systemów nie ma zasobów (zdolności) do zmiany. Połączone (połączone) systemy mogą być:

  • dokładnie to samo;
  • z różnicą w niektórych cechach (na przykład z różnymi zasadami działania);
  • heterogeniczny;
  • z przeciwstawnymi funkcjami.

    Liczba systemów kombinowanych (złożonych): 2→bi-system; więcej niż 2 → poli-system.

    Po połączeniu całkiem naturalnie następuje przejście z bloku 5 „Scalanie pojazdu” do bloku 3 „Tworzenie nowego pojazdu”. W końcu otrzymał Nowy system , z nowym systemowy jakość. Nowy system, spełniwszy Prawo zupełności części, rozpoczyna nowy cykl rozwoju jako istniejący, co obrazuje kolejne przejście z bloku 3 do bloku 4.

    Po przeanalizowaniu systemu pod kątem stopnia żywotności, idealności i wybraniu dalszej ścieżki jego rozwoju, konkretna praca zaczyna się doskonalić system.

    6. Identyfikacja szkodliwych czynników (niepożądanych skutków - NE) interakcji Systemu z Supersystemem

    Szukaj zewnętrznych NE pomiędzy komponentami (elementami i/połączeniami) systemu i supersystemu.

    7. Identyfikacja szkodliwych czynników (niepożądanych skutków) interakcji w samym Systemie

    Wyszukaj wewnętrzne NE, tj. niezgodności między elementami i/lub łączami w systemie.

    Po wykryciu w systemie za pomocą analizy Z maksymalnej możliwej liczby NE przystępujemy do takiej zmiany składowych, w której NE znikają całkowicie, albo nie mają znaczenia, albo ich działanie nie jest tak dotkliwe (szkodliwe).

    8. Wymiana komponentów (elementów i/lub połączeń) Systemu

    Blok 8 odpowiada Prawo zwiększania dynamiki pojazdu, który jest realizowany:

  • zmiany ilościowe i/lub jakościowe w elementach i/lub połączeniach ST – spadek (lub wzrost) liczby elementów, przejście od elementów sztywnych do elementów zawiasowych i elastycznych, przejście od makro- do mikro poziom (wykorzystywanie coraz głębszych właściwości materii), przemieszczenie osoby z ZT
  • zmiana dowolnych właściwości pojazdu - łatwość zarządzania, łatwość konserwacji itp.
  • zmiana procesów czasowych w TS - przejście procesów jednolitych w czasie na okresowe, impulsowe, rezonansowe itp.; przejście do charakterystyki i właściwości pojazdu (masa, gęstość, temperatura, przewodność, Właściwości chemiczne itp.) o gradiencie czasowym
  • zmiany przestrzenne w ST - przejście od cech i właściwości ST równomiernie rozmieszczonych w przestrzeni do posiadania gradientu przestrzennego

    Zmianę można wprowadzić bez przeszkód (pogorszenia, problemy, nowe NE) z systemu lub supersystemu. Ale często konieczna zmiana w komponencie (jego poprawa) prowadzi do pojawienia się nowego NE. W takim przypadku konieczne jest rozwiązanie sprzeczności za pomocą narzędzi TRIZ.

    Bloki 6 - 8 przedstawiają mechanizm doskonalenia systemu.

    9. Eliminacja szkodliwych czynników (NE) interakcji pomiędzy Systemem a Supersystemem

    Stwierdzenie, że zewnętrzne czynniki szkodliwe (HE) na skutek zmian (dynamizacji) elementów Systemu albo zanikły, albo straciły na znaczeniu, albo ich działanie stało się mniej dotkliwe.

    10. Eliminacja szkodliwych czynników (NE) interakcji w samym Systemie

    Stwierdzenie, że wewnętrzne czynniki szkodliwe (NE) na skutek zmian (dynamizacji) elementów Systemu albo zniknęły, albo nie mają znaczenia, albo ich działanie stało się mniej dotkliwe.

    Bloki 9 i 10 pokazują wynik ulepszenia systemu. Bloki od 6 do 10 można „ukryć” w bloku 4.

    11. Ulepszony istniejący system

    Ustalenie faktu ulepszania wszystkiego w Systemie jako całości.

    12. System o zwiększonej idealności

    Ustalenie faktu zwiększenia idealności Systemu (zwiększenie stosunku funkcji użytecznych Systemu do kosztownych, szkodliwych).

    13. System o zwiększonej żywotności

    Ustalenie faktu zwiększenia żywotności Systemu: system zyskuje przewagę w stosunku do innych systemów, które się nie zmieniły (nie zmieniły) na lepsze.

    Oczywiste jest, że schemat pokazuje jeden cykl rozwoju jeden systemy włączone jej poziom hierarchii, w rzeczywistości - idealny przypadek rozwoju. W rzeczywistości wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane - należy wziąć pod uwagę rozwój, zgodnie z przynajmniej, na 3 „piętrach” hierarchii - rozwój samego systemu, rozwój jego podsystemów i rozwój jego supersystemu. Ale to nie umniejsza wagi użycia idealnego przypadku - to jest jak koncepcja ” gaz doskonały„lub „ciało czarne” pomaga zrobić właściwy pierwszy krok w zrozumieniu ewolucji.

    Oczywiste jest, że system, po przejściu 1. cyklu zwiększania zdolności do przetrwania, natychmiast zaczyna ponownie „umrzeć”! Systemy techniczne, jeszcze przed opuszczeniem deski kreślarskiej (teraz monitor) projektanta, są już przestarzałe - pojawiły się nowe rozwiązania obwodów, nowe materiały, nowe technologie... Dlatego obowiązkowy jest II cykl zwiększania zdolności przetrwania, . .., N-ty, itd. tak długo, jak społeczeństwo potrzebuje systemu. A potem przychodzi i prawdziwa śmierć- zniknęła potrzeba systemu, a dokładniej funkcji systemu.

    W międzyczasie nowy cykl „…system tylko marzy o pokoju…”:

    Początkowo zaproponowano schemat ewolucji, aby uporządkować prawa rozwoju systemów technicznych ujawnione w TRIZ. Schemat okazał się jednak niezmienny – podobne procesy zachodzą w przyrodzie nieożywionej i żywej, w systemach obdarzonych świadomością lub bez jej oznak.

    Przyroda nieożywiona ze swoimi prawami zachowania jest skrajnym przypadkiem ewolucji, kiedy przedmioty, które naruszają prawa, po prostu nie mogą powstać. Przedmioty naruszające zasady nie mogą „zacząć żyć i przetrwać”.

    Nadanie wszystkim bez wyjątku systemom zdolności do ewolucji zgodnie z proponowanym schematem prowadzi do akceptacji uniwersalności zasady doboru naturalnego ze wszystkimi mechanizmami jej realizacji - mutacje, rekombinacja, rywalizacja itp. Wynik selekcji w postaci zwiększonej trwałości, lub w zastosowaniu do żywych systemów - w postaci przetrwania, to nie ma znaczenia - świadome lub na poziomie instynktu, również ma charakter uniwersalny.

    II. Systemy, których rozwój można przedstawić za pomocą Uniwersalnego Schematu Ewolucji

    Natura

    Opierając się na pomysłach Bertalanffy'ego i współpracując z Ilyą Prigogene, pionier teorii chaosu Erwin Laszlo rozwinął szerokie spojrzenie na ewolucję, podsumowując je w Evolution: The Grand Uniification (1987).

    Jedną z najważniejszych dzisiejszych nauk jest ogólna teoria ewolucji. Ten ewolucja WSZYSTKICH rzeczy - od materii do życia społeczeństw, do kosmosu w ogóle. E.Laszlo twierdzi, że prawdziwie zrównoważona przyszłość wymaga czegoś więcej niż tylko najnowocześniejszej technologii. Nasza ziemska cywilizacja wymaga zmiany świadomości, aby przetrwać. Wymagane jest przejście od myślenia krótkoterminowego, skoncentrowanego na osobie i zorientowanego na zarządzanie, do długoterminowego, systemowego, ewolucyjnego spojrzenia, w którym ludzie są tylko częścią całości.

    W historii planety złożoność biosfery jako systemu stale rosła. Zauważ, że nie wszystkie składniki biosfery podlegają ciągłej ewolucji, niektóre ekosystemy (biocenozy) przestają się rozwijać, a następnie degradują i umierają, nie mogąc wytrzymać konkurencji. Zamiast tego rozwijają się inne formy życia...

    Niedawno opublikowano wyniki badań, które po raz pierwszy wyjaśniają pochodzenie i występowanie w charakterze prawa „rozmiar w stopniu?”. Badacze Brown i Enquist próbowali rozwiązać zagadkę - dlaczego tempo metabolizmu roślin wykazuje taką samą zależność potęgową, jaką obserwuje się u zwierząt. Prawo znane jako prawo Kleibera było znane od dziesięcioleci, ale nikt nie mógł zrozumieć jego przyczyny.

    Naukowcy zbudowali model w oparciu o następujące założenia:

  • fraktalna rozgałęziona sieć jest potrzebna do dostarczania ważnych płynów do wszystkich części ciała
  • energia wykorzystywana do transportu zasobów w sieci jest zminimalizowana.

    Aby zminimalizować energię potrzebną do transportu zasobów przez system, sieć musi mieć strukturę fraktalnych rozgałęzień. W przypadku systemów przesyłu energii system przyjmuje strukturę drzewiastą.

    Prawo Wzrastającej Idealności w najczystszej postaci: energia do transportu składników odżywczych przez sieć musi być minimalna. I wtedy zwierzęta lub rośliny, które mają minimalne koszty dostarczania pokarmu do komórek organizmu, będą miały zalety, przeżyją .

    Systemy z fraktalną siecią przesyłu i dystrybucji energii mają większe szanse na przetrwanie, ponieważ to właśnie takie struktury minimalizują ilość energii potrzebnej do jej transportu.

    Podkreślamy ważny punkt: ewolucja to selekcja organizmów o minimalnych kosztach transferu i dystrybucji energii (czyli bardziej idealnych), która jest realizowana przez systemy zwane fraktalami. To nie fraktalność czyni system bardziej idealnym, ale rozwój systemu w kierunku ideału sprawia, że ​​staje się on fraktalem.

    W ten sposób SSE wyjaśnia przyczynę (dlaczego?) i mechanizm (jak?) fraktali przyrody: przy konkurencji na wszystkich poziomach hierarchii Natury dokonuje się selekcji (tj. przetrwania) najskuteczniejszego (tj. idealne) systemy są realizowane. Manifestacja zewnętrzna wynik ewolucja systemów, wynik selekcji w trakcie konkursu i jest fraktalem.

    Wszechświat

    Lee Smolin, profesor w Centrum Fizyki Grawitacyjnej i Geometrii (Uniwersytet Stanowy w Pensylwanii), zaproponował nową teorię wszechświata, która jest zarówno elegancka, jak i wszechstronna, a także radykalnie odmienna od wcześniej proponowanych. Smolin przeciął gordyjski węzeł kosmologii prostym, ale potężnym pomysłem: „Podstawowe struktury naszego świata muszą być postrzegane przez logikę ewolucji”.

    Obserwowane przez nas prawa natury mogą być wynikiem proces doboru naturalnego. Nasz wszechświat jest tak doskonale przystosowany do życia, ponieważ ewoluował w ten sposób. To tylko jeden z tysięcy wszechświatów zaangażowanych w kosmiczną walkę, w której przetrwają najsilniejsi. „Nowe spojrzenie na wszechświat jest promieniem światła w każdym sensie, bo to, co dał nam Darwin i do czego możemy dążyć, uogólniając kosmos jako całość, jest sposobem myślenia o świecie…”.

    Pomysły Smolin opierają się na najnowszych osiągnięciach kosmologii, teoria kwantowa, teoria względności i teoria strun. Jednocześnie oferują również niezrównany pogląd na to, jak wszystkie te osiągnięcia można połączyć, tworząc nową teorię kosmologiczną: ewolucyjna teoria struktur galaktyk.

    Życie na Ziemi

    W ewolucji życia waga całkowitażywa materia wzrasta i staje się bardziej złożona w swojej organizacji. Złożoność organizacji form biologicznych osiąga się metodą prób i błędów. Istniejące formy są powielane w wielu egzemplarzach, ale nie są one identyczne z formami oryginalnymi. Wręcz przeciwnie, kopie różnią się od nich obecnością małych przypadkowych wariacji.

    Te kopie służą następnie jako materiał do doboru naturalnego. Mogą działać jako oddzielne żywe organizmy, w którym to przypadku dobór prowadzi do nagromadzenia użytecznych zmian, lub jako elementy bardziej złożonych form, w którym to przypadku dobór jest również ukierunkowany na tworzenie nowych form (na przykład tworzenie organizmów wielokomórkowych ). W obu przypadkach selekcja jest wynikiem walki o byt, w której formy bardziej żywotne przeważają nad mniej żywotnymi. Ten mechanizm ulepszania życia, odkryty przez Karola Darwina, można nazwać podstawowym prawem ewolucji.

    Cały proces rozwoju wszystkich żywych istot można sobie wyobrazić jako proces funkcjonowania pewnego RYNKU. Wszystkie żywe istoty nieustannie wynajdują nowe formy organizacji, nowe możliwości stowarzyszania się (współpracy lub współdziałania), nowe sposoby działania, tworzą i wdrażają informacje zwrotne, tj. dostosowuje zasady swojej życiowej aktywności, gdy zmieniają się warunki zewnętrzne. A takich inicjatyw jest wiele i jest zróżnicowanych, a cała ta różnorodność jest zdominowana przez mechanizmy selekcji.

    W procesie interakcji konkurencyjnej niektóre elementy systemu nieuchronnie giną. Zastępują je nowe, bardziej odpowiednie do współczesnych warunków. RYNEK działa więc jako hierarchicznie zorganizowany system odrzucania starych struktur i zastępowania ich nowymi, ciągle powstającymi strukturami. Natura nie wymyśliła innego mechanizmu samoorganizacji poza tym mechanizmem - RYNKIEM. RYNEK jest jedynym naturalnym sposobem porównania jakości różnych form organizacji materii ożywionej i ich odrzucenia. On jest głównym czynnikiem determinującym rozwój nie tylko społeczeństwa, ale całego żywego świata.

    Uniwersalny Schemat Ewolucji odzwierciedla procesy tego uogólnionego RYNKU, pokazując kierunki zmian każdy systemy włączone każdy poziom hierarchiczny, procesy wyboru systemu, tj. ich przetrwanie lub śmierć, w zależności od poziomu idealności systemów.

    Funkcjonowanie układu hormonalnego organizmu człowieka

    Układ hormonalny zapewnia stałą kompozycję płynów, które obmywają określone komórki organizmu. Nawet niewielkie zmiany w składzie tych płynów i/lub procesie ich krążenia powodują odpowiednią odpowiedź (ujemne sprzężenie zwrotne) układu hormonalnego, mające na celu przywrócenie prawidłowego stężenia/krążenia.

    Cały organizm lub określony podsystem ewoluuje szczególnie zauważalnie w momencie zagrożenia. Jeśli „zmniejszy się poziom zdolności organizmu do przetrwania”, na przykład, jeśli wykryty zostanie niebezpiecznie niski poziom cukru we krwi, to przysadka natychmiast daje sygnał do zmiany (zmniejszenia) produktywności trzustki, co zmniejsza wydzielanie insulina. Tym samym poprzez dynamizację układu – obniżenie aktywności trzustki i obniżenie poziomu insuliny, stężenie cukru we krwi staje się normalne. Oznacza to pomyślne zakończenie jednego cyklu kontrolnego – żywotność organizmu wróciła do pierwotnego poziomu, tj. Róża.

    Społeczeństwo i organizacje

    W społeczeństwach o ścisłej hierarchii i sztywnych tradycjach kodeks postępowania był w zasadzie zawsze taki sam. Musisz być uczciwy, odważny, dotrzymywać słowa, silny, pracowity. Kultywowano zachowanie, które pozwalało im stanąć i stanąć do walki z naturą i wrogami. To, co przyczynia się do przetrwania i dobrobytu społeczeństwa, czyli większości ludzi i to prawda, inaczej wszyscy zginiemy. Tutaj kryterium prawdy jest praktyka, wszystko jest wyjaśnione i ustalone przez doświadczenie pokoleń.

    Ewolucyjna teoria organizacji

  • Nowoczesna biologia teoria ewolucyjna mogą być wykorzystane w badaniach organizacyjnych na poziomie metateoretycznym
  • Podstawowe zasady ewolucji to chęć zachowania tożsamości i przystosowania się do środowiska zewnętrznego
  • Przedsiębiorstwo rozwija się jednocześnie na kilku poziomach wewnętrznych i zewnętrznych

    Naukowcy coraz częściej zwracają się w kierunku ewolucyjnym: owocne dążenie przenieść analogie poza obszar biologicznej teorii ewolucji do innych obszarów, w tym przypadku w teorii organizacji.

    Podejście populacyjne oparte jest na dynamicznym modelu stochastycznym, części składowe które są trzema procesami - zmiana, wybór i zachowanie przydatnych funkcji. Przedmiotem opracowania jest populacja organizacji.

    W ścisłej analogii z tworzeniem gatunków w biologii rozważa się alokację gałęzi, prowadzącą do powstania organizacji nowego typu. Zmienność nowych typów organizacyjnych jest punktem wyjścia do procesu selekcji w danej populacji. Dotyczy to na przykład śmiertelności typów organizacyjnych. Tu znowu pojawia się analogia z biologiczną koncepcją teorii doboru naturalnego.

    Teoria ewolucji przenika także do innych dyscyplin naukowych i filozoficznych. Więc, kierunek ewolucyjny przejawia się w analizie rozwoju nauki(teoria zmiany paradygmatu).

    Temu właśnie rozpatrzeniu poświęcona jest praca „Schemat ZRTS a rozwój systemu wiedzy – nauka, teoria, paradygmat”. W maju 1999 roku w tytule pracy nie używano jeszcze terminu Universal Scheme of Evolution.

    Jeśli zwrócimy się do koncepcji współczesnej socjobiologii, to łatwo dostrzec w niej dominację idei organizmopodobności. społeczeństwo. W latach 30. W XX wieku amerykański naukowiec W. Kennon pisał o podobieństwie regulacji i kontroli w ciele do wszelkiego rodzaju organizacji tworzonych przez ludzi ( złożone systemy), w tym przemysłowych, gospodarczych i społecznych. W latach 50. XX wiek N. Wiener zaczął się rozwijać cybernetyka, oparta na podobieństwie sterowania i komunikacji w dowolnych zorganizowanych systemach, maszynach i organizmach żywych.

    Po zapoznaniu się z pracami angielskiego parlamentu w 1689 r. car Piotr I zauważył: „Fajnie jest słyszeć, kiedy poddani otwarcie mówią swojemu suwerenowi prawdę: tego trzeba się nauczyć od Brytyjczyków”. Jednak car Piotr nie zaczął przenosić tego na rosyjską ziemię. Porównanie historycznej ścieżki rozwoju monarchii obu krajów pokazuje, dlaczego tak się dzieje zarządzany choć nie bez trudu dostosowują się do zmieniających się warunków wewnętrznych i zewnętrznych, przetrwają i wpasowują się w strukturę społeczeństwa, które przeszło wielkie zmiany, podczas gdy drugie upadło przez ignorowanie rzeczywistości, ślepe przywiązanie do przeszłości.

    Wygląda na to że Przetrwanie monarchii w Wielkiej Brytanii tłumaczy się także cechami narodowymi Anglików, ich „edukacją” w duchu kompromisu, harmonią społeczną wypracowaną przez ostatnie trzy stulecia.

    Uniwersalny Schemat Ewolucji we wszystkich jego szczegółach - system państwowy (rodzaj państwa nie ma znaczenia) musi się zmienić, aby przetrwać, dostosować się do zmieniających się warunków wewnętrznych i zewnętrznych!

    Naglące problemy świata- żywność, energia, kontrola zbrojeń, ludność, ubóstwo, Zasoby naturalne, ekologia, klimat, problemy osób starszych, upadek społeczności miejskich, potrzeba pracy twórczej, która przyniosłaby satysfakcję - nie mogą już znaleźć rozwiązania w społeczeństwie przemysłowym.

    Społeczeństwo przemysłowe nie ma zasobów rozwojowych, więc jego przetrwanie jest pod znakiem zapytania. Decyzja o SSE - przejście do bloku 3 "Stworzenie nowego systemu", - stworzenie społeczeństwa zbudowanego na nowych zasadach, na wykorzystaniu nowych zasobów.

    Biznes

    W wielu przykładach widzimy biznes jak żywy system. Mając solidne wykształcenie w dziedzinie antropologii i ekonomii, dr W. Frederick spędził wiele lat, sprowadzając biznes do podstaw, nie do osoby, ale do całego procesu życia. Wszystkie żywe istoty, jak pokazał w swojej pracy w 1995 roku, dążą do oszczędzania pieniędzy, aby uzyskać więcej za mniej. "Ten proces ekonomiczny jest jedyną drogą do przetrwania, wzrostu, rozwoju i dobrobytu.”

    „Rynek nie jest wymysłem kapitalizmu, jak zauważył kiedyś Michaił Gorbaczow. To wymysł cywilizacji”. Mógłby pójść dalej w swojej definicji: cywilizacja jest wynalazkiem biznesu, a biznes jest wynalazkiem życia.

    Internet stał się ilustracją tego, że biznes to żywy organizm. Biolodzy znają wzrost wykładniczy - tak te krzywe opisują systemy biologiczne. To jeden z powodów, dla których Gospodarka sieciowa jest często dokładniej opisywana w kategoriach biologicznych. Wyraźnie widać, że Sieć jest postrzegana jako swego rodzaju granica – w końcu po raz pierwszy w historii jesteśmy świadkami biologicznego rozwoju systemu technicznego.

    Na początku XX wieku w literaturze ekonomicznej i socjologicznej można znaleźć próby rozszerzenia zakresu pierwotnie czysto ekonomicznych koncepcji „optimum” i „efektywności” oraz interpretacji historia i działalność społeczna ludzi, na przykład, oparty na pojęciu ekstremum (tj. maksimum i minimum).

    W 1922 niemiecki socjolog i ekonomista F. Oppenheimer opublikował swoją pracę „System socjologii”, w której zasadniczo sformułował skrajna zasada socjologiczno-ekonomiczna - „zasada najmniejszych środków”. Oppenheimer uważał ją za najważniejszą zasadę socjologii i podstawę racjonalnego działania człowieka. On płynął od jeszcze bardziej ogólnego ze znanej zasady energetycznej W. Ostwalda: „Nie marnuj energii!” Dzięki zasadzie Oppenheimera możemy matematycznie wywnioskować całą działalność gospodarczą z ludzkiego „pragnienia użycia jak najmniejszych środków”. W sensie uogólnionym sformułowanie to wyraża ideę optimum, którego kryterium jest cel ludzki, dążenie do oszczędności i minimalizacji środków do jego osiągnięcia.

    Najwcześniejsze prace nad filozofia optymalności w USA istniały opracowania metodologiczne G. Simona dotyczące optymalnych zachowań podmiotów gospodarczych na rynku.

    Gdy przedsiębiorstwo staje się niezależną firmą (firmą), mają do niego zastosowanie następujące zasady: warunki istnienia (tj. życie):"Załącznik firmy do tradycyjnych produktów standardowych, do tych samych rynków i metod dystrybucji nie mogą zapewnić sobie długoterminowego sukcesu handlowego, a czasami jest główny powód jego upadku (tj. nieprzetrwanie). Firma musi być w stan stałego poszukiwania nowe rynki, nowi klienci, nowe produkty i nowe zastosowania ich tradycyjnych produktów.

    Dowody wciąż na nowo: biznes rozwija się zgodnie z prawami życia, przetrwa w dosłownym tego słowa znaczeniu, staram się ocalić coraz więcej za mniej rośnie wykładniczo.

    Systemy techniczne

    Techniki technologiczne, a dokładniej wiedza o tym, jak wytwarzać towary lub usługi, są nieco analogiczne gatunki, a zmiany w nich mają charakter ewolucyjny. Wynalazek, pojawienie się nowej techniki technologicznej, jest odpowiednikiem pojawienia się nowego gatunku.

  • Z oceanu sztucznych przedmiotów stworzonych przez człowieka wyselekcjonowano tylko kilka, które stały się częścią materialnej części życia społeczeństwa. W naturze objawia się to zdolnością gatunku do przetrwania - organizm, zwłaszcza gatunek, może się rozwijać i rozmnażać w swoim świecie. Można powiedzieć, że sztuczny przedmiot również przetrwa i przybiera formę poprzez kolejne pokolenia stworzonych rzeczy.
  • Naukowców fascynuje pomysł, że chip komputerowy, podobnie jak obiekt biologiczny, może zostać zmuszony do ewolucji poprzez „darwinowski” dobór naturalny. Proces ten może „inicjować” konfigurację przełączników logicznych, które wykonują żądaną funkcję, nawet jeśli programista nie wie niewiele lub nic o tym, jak najpierw skonfigurować obwód.
  • „Teramak” to eksperymentalny, potężny komputer równoległy zbudowany w laboratorium Hewlett-Packard w celu zbadania szerokiego podejścia do architektury komputerowej. Ta maszyna, której elementy zawierają około 220 000 wad, działa 100 razy szybciej niż wysokiej jakości jednoprocesorowa stacja robocza o mniej więcej tej samej konfiguracji.
  • Odporny na wady Architektura Teramaki ułatwia omijanie defektów, ma wielką atrakcyjność dla przyszłych paradygmatów obliczeń nanometrycznych. Możliwe jest chemiczne zsyntetyzowanie poszczególnych elementów elektronicznych z wydajnością poniżej 100%, łączenie ich w obwód z zauważalną niestabilnością połączeń, a jednocześnie stworzenie wydajnego i niezawodnego obwodu komunikacyjnego.
  • Pierwsze warsztaty NASA i Departamentu Obrony „Rozwijający się sprzęt” przeprowadzono w Laboratorium Napędów Odrzutowych Instytutu Technicznego (Pasadena, Kalifornia). Ta rozwijająca się branża jest wyjątkowo ważna dla systemów kosmicznych i obronnych, które muszą przetrwać i działać optymalnie przez długi czas w nieznanych, trudnych i/lub często zmieniających się środowiskach.

    Prześledźmy odwieczną ewolucję technologii. Z początku każda innowacja napotyka na coraz większe przeszkody, zarówno pod względem nieprzydatności, jak i nieufności opinii publicznej; ale reklama wyolbrzymia jej znaczenie, przepowiadając życie dla niego i śmierć dla starego. Wtedy praktyka daje każdemu swoje miejsce. I dlatego w każdym dany czas dużo widzimy rywalizacja między sobą prace techniczne.

    Wszystkie powyższe zjawiska w takim stopniu narzucają analogia między ewolucją wynalazek techniczny i ewolucja świata żywego. Współczesna teoria ewolucji obejmuje następujące poszczególne postanowienia:

    1. Z organicznych zasad, które pojawiły się przez spontaniczne pokolenie, sukcesywnie uformował się cały żywy świat naszych czasów.

    2. Każdy organizm dziedziczy niektóre ze swoich właściwości po swoim przodku.

    3. Nowe nabytki albo są zachowywane i przekazywane potomnym, albo znikają, w zależności od ich przydatności, obojętności lub szkody dla organizmu w jego życiu.

    4. Wszystkie organizmy walczą między sobą o byt (a im bardziej są ze sobą spokrewnione, tym bardziej zaciekła walka). Tylko to, co jest lepiej przystosowane do tej walki, zostaje zachowane.

    5. Tak jak rolnik wybiera dla kontynuacji rasy tę, która jest bardziej odpowiednia dla jego celów, i na tym polega dobór sztuczny, tak dobór naturalny występuje również w naturze. Na początku ledwo zauważalne modyfikacje rosną i, podsumowując, wytwarzają różne typy.

    6. Nowe formy albo pozostają nieruchome, albo dalej się zmieniają i dlatego drabina ewolucyjna trwa w dowolnym momencie.

    Zastępując wszędzie słowo „organizm” słowem „wynalazek”, przenosimy tę formułę Darwina w całości na ewolucję techniki, którą z tego punktu widzenia można by nazwać „darwinizmem technicznym”.

    W okresie cywilizacji pierwszej fali (cywilizacji agrarnej) kanały komunikacyjne, a w 1628 r. w Europie ekspresowa poczta „Dom Taksówek” licząca 25 tys. osób, przeznaczona była tylko dla bogatych i rządzących, zwykli ludzie nie mieli dostęp do nich.

    Druga fala (cywilizacja przemysłowa), wciągając kraj po kraju w swoją sferę, całkowicie zniszczyła ów monopol komunikacyjny. Stało się tak, ponieważ technologia i produkcja masowa druga fala zażądał masowego przepływu informacji, z którymi stare kanały komunikacji po prostu nie mogły sobie poradzić.

    Na uniwersalnym schemacie ewolucji przejście do bloku 3 „Stworzenie nowego systemu”, czyli w kategoriach TRIZ przejście S1 na S2, gdy niemożliwe jest opracowanie środków komunikacji na starych zasadach, w starych ramach.

    Wiadomo, że w celu realizacji określonej funkcji z reguły można zaproponować dużą liczbę struktur TS, z których każda będzie realizowała tę funkcję. Jednak „skuteczny i opłacalny to systemy, których struktura maksymalnie odpowiada zaimplementowanym funkcjom.

    Mówimy wprost o idealności (synonim wydajności) i opłacalności, czyli przetrwanie!

    Nowa technologia powstaje na bazie starej, więc musisz być w stanie zidentyfikować co już umiera, „przeżyło”, co może się rozwijać, jakie rozwiązania techniczne i dlaczego są bardziej obiecujące i na jakich warunkach.

    Uwzględniono najważniejsze umiejętności inżyniera, najbardziej cenione na świecie projekt i inwencja. To są dwie strony jednego procesu tworzenia rzeczy. Budowa wnosi doświadczenie, wiedzę, tło poprzedniej techniki, opiera się na ugruntowanej nauce i praktyce. Inwencja jest wyjściem do nowego, zapewnienie dynamiki rozwoju technologii.

    Pełna zbieżność ze Schematem: blok 3 „Stworzenie nowego Systemu”, tj. wynalazek, innowacja, oraz blok 4 „Poprawa istniejącego Systemu tj. budowa korzystanie z doświadczenia, wiedzy, tło poprzedniej techniki.

    Windows 2000. Nowość system operacyjny pojawiły się spersonalizowane menu: instrumenty, którego używasz częściej, przejdź w górę i nie używane przez długi czas i całkowicie znikają z widoku.

    Aplet Dodaj/Usuń oprogramowanie właśnie stał się znacznie lepszy. Zapewnia nie tylko lista alfabetyczna zainstalowane programy, ale również raportuje informacje o tym, jak często korzystałeś z programu i kiedy ostatnio korzystałeś z niego, pokazuje ilość pamięci, która zostanie zwolniona po odinstalowaniu programu.

    Przykład schematu ewolucji: w systemie Windows 2000 ikony nieużywanych, ale zużywających pamięć narzędzi „giną” znikając z ekranu; a program informuje także o najbardziej preferowanych kandydatach „na śmierć”, tj. aby odinstalować program.

    Ewolucja komputerów krzemowych

    Materiał z recenzji "The Future of Computers - What's After Silicon?" Massachusetts Institute of Technology (MIT) jest rozpatrywany w pierwszych 5 sekcjach (blokach) Uniwersalnego Schematu Ewolucji.

    1. Zmniejszona żywotność komputerów opartych na krzemie

    W ciągu ostatnich czterech dekad komputery zaprezentowały niezwykły obraz. Przy gwałtownym wzroście ich szybkości i mocy obliczeniowej, tym samym ostrym spadku cen. Wykładniczy wzrost mocy obliczeniowej przewidywany przez Gordona Moore'a w latach 60. opisuje rozwój Internetu i boom gospodarczy.

    Ale specjalne wydanie „MIT: A Review of Technology” nasuwa się już pytanie: co się stanie, gdy współczesna technologia komputerowa, zbudowana na krzemie, zacznie osiągać granice swojego tempa wzrostu? Dziś jest wiele powodów, by sądzić, że „impreza może się skończyć”.

    To ostatnie oznacza zidentyfikowanie problemu zmniejszenia żywotności technologii komputerowej zbudowanej na krzemie. Wyraża to niepewność, że ta technologia komputerowa przetrwa w przyszłości.

    2. Zmniejszona idealność technologii komputerowej zbudowanej na krzemie

    Paul A. Packan, wybitny badacz z Intela, argumentował w Nature (wrzesień 1999), że prawo Moore'a jest w poważnym niebezpieczeństwie. Zidentyfikował trzy główne problemy:

  • Zastosowanie atomów zanieczyszczeń wprowadzanych do krzemu w celu zwiększenia jego zdolności do zachowania regionów ładunek elektryczny. Powyżej pewnej granicy atomy zanieczyszczeń zaczynają „sklejać się” i tworzyć skupiska, które są nieaktywne elektrycznie. Dzisiejsze mikroczipy są bardzo zbliżone do tego maksimum.
  • „Bramy” kontrolujące przepływ elektronów w mikroczipie stały się tak małe, że podlegają niepożądanemu efektowi kwantowemu. "Brama" w chipie ma dziś mniej niż 2 nanometry, czyli tzw. tak małe, że umożliwiają przechodzenie elektronów (tunel) przez nie, nawet gdy są zamknięte. Tak więc mechanika kwantowa sprawia, że ​​urządzenia krzemowe mniejsze niż określony rozmiar są bezużyteczne. „To nie jest zwykła trudność produkcyjna – trafiamy w ślepy zaułek na bardziej podstawowym poziomie”
  • Gdy składniki mikroczipów były większe, wahania stężenia wprowadzanych zanieczyszczeń miały niewielki wpływ. Ale teraz tranzystory są tak małe, że można je tworzyć w regionach bogatych w zanieczyszczenia lub ubogich w zanieczyszczenia, co wpływa na ich wydajność. A tutaj inżynierowie nie mają znanych rozwiązań.

    Wszystko to oznacza ujawnienie zmniejszonej idealności technologii komputerowej zbudowanej na krzemie - ujawnienie niskiego stosunku użytecznych i szkodliwych funkcji systemu. Narastają szkodliwe funkcje!

    Po ocenie idealności sprzętu komputerowego zbudowanego na krzemie, zgodnie ze Schematem, istnieją 2 sposoby przezwyciężenia zauważonych problemów: stworzenie nowy system i/lub ulepszyć już istniejący. Przyjrzyjmy się obu.

    3. Stworzenie nowej technologii komputerowej

    Konieczne jest stworzenie nowego systemu, jeśli system z niezbędnymi funkcjami w ogóle nie istnieje lub istniejący system, w naszym przypadku sprzęt komputerowy zbudowany na krzemie, nie posiada zasobów rozwojowych.

    Umieszczanie coraz większej ilości urządzeń na chipie oznacza tworzenie coraz mniejszych przedmiotów. Najnowszy chip w produkcji ma miejsca wytrawiania o wielkości około 180 nanometrów (nanometr to 10 -9 metrów). Aby zachować zgodność z prawem Moore'a, obszary wytrawiania muszą zostać zmniejszone do 150 nm w 2001 roku i do 100 nm w 2005 roku.

    Wielu ekspertów od półprzewodników kwestionuje opłacalne komercyjnie metody wytwarzania tranzystorów krzemowych mniejszych niż 100 nm. I nawet jeśli producenci chipów potrafią je wykonać, ultra-mikronowe komponenty krzemowe prawdopodobnie nie będą działać. Przy rozmiarach tranzystorów rzędu 50 nm, elektrony zaczynają podlegać prawom mechaniki kwantowej, wędrując tam, gdzie wcale się ich nie spodziewamy.

    Istnieje kilka alternatywnych sposobów tworzenia nowego systemu:

    Główną zaletą komputera molekularnego jest możliwość umieszczenia na mikroczipie znacznie większej liczby obwodów niż na krzemie, i to znacznie taniej.

    Cząsteczki mają wielkość kilku nanometrów, dzięki czemu możliwe jest stworzenie układu zawierającego miliardy, a nawet biliony pierwiastków. Gdyby można było połączyć przewodami niewielką liczbę cząsteczek, ponieważ poszczególne elementy elektroniczne są połączone w obwody, taki wynik całkowicie zmieniłby konstrukcję komputera. Pamięć molekularna może być milion razy gęstsza niż najlepsza współczesna pamięć półprzewodnikowa, umożliwiając przechowywanie wszystkich życiowych doświadczeń w urządzeniu wielkości zegarka. Superkomputer mógłby być na tyle mały i tani, że zmieściłby się w ubraniach. Zniknęłyby obawy, że technologia komputerowa wkrótce zderzy się ze ścianą.

    Świat subatomowy jest pełen pierwiastków, które mają 2 stany tak/nie, dzięki czemu jest łatwy w użyciu. Większość cząstek – elektronów, protonów, a nawet efemerycznych fotonów – ma ruch obrotowy, kręcić się. Po zakodowaniu informacji świat subatomowy oferuje wiele sposobów na ich przetworzenie. napędowy właściwości magnetyczne wokół elektronów lub przepuszczając fotony przez polaryzatory, lustra i pryzmaty, bity kwantowe można poddawać wszelkim operacjom niezbędnym do przetwarzania komputerowego.

    3.3. komputer biologiczny

    Naukowcy szukają sposobów na tworzenie komórek, które potrafią obliczać, mieć inteligentne geny, dodawać liczby, przechowywać wyniki w jakiejś formie, mierzyć czas, a być może nawet wykonywać proste programy.

    Biokomputer:

  • Przede wszystkim jest wyjątkowo opłacalny. Po zaprogramowaniu pojedynczej komórki będzie można hodować je w miliardach kosztem prostych roztworów odżywczych i czasu personelu laboratoryjnego.
  • Po drugie, może być znacznie bardziej niezawodny niż „drut silikonowy”; z tego powodu nasz mózg przetrwa i funkcjonuje wraz ze śmiercią milionów komórek, podczas gdy Pentium zawodzi z pęknięciem jednego przewodnika.

    Wśród obiecujących podejść jest „inteligentna mozaika DNA” wymyślona przez Erica Winfree. Są to mikroskopijne cegiełki DNA, które nie tylko mogą przechowywać dane, ale są zbudowane, innymi słowy, zaprogramowane do wykonywania operacji matematycznych poprzez łączenie ich w specjalny sposób.

    4. Poprawa istniejącego systemu

    Możliwe jest ulepszenie istniejącego systemu - sprzętu komputerowego zbudowanego na krzemie - jeśli dysponuje on zasobami. Ale, jak wspomniano, „nie ma znanych rozwiązań” pozwalających przezwyciężyć pojawiające się podstawowe problemy.

    5. Łączenie systemów

    Naukowcy z MIT od dawna interesują się metodami przetwarzania komputerowego, które wykorzystują wiele mikrokomputerów zamiast jednego ultraszybkiego. Kiedy nie można już skalować procesora, jedynym sposobem, jak twierdzą naukowcy, na uzyskanie szybkiego przetwarzania jest współdzielenie wielu komputerów. Takie podejście może pomóc w pokonaniu bariery, na którą może wkrótce napotkać ewolucja mikroprocesorów krzemowych.

    Wielu badaczy sztucznej inteligencji uważa również, że jedyny możliwy sposób stworzyć prawdziwie maszynowy umysł - wykorzystać miliony połączonych ze sobą mikroprocesorów, najdokładniej symulujących połączenia neuronów w ludzkim mózgu.

    Oczywiste jest, że jest to naturalne przejście z bloku 5 (ujednolicenie wielu mikroprocesorów) do bloku 3 Schematu (utworzenie nowego systemu mikroprocesorowego) – wszak przy łączeniu uzyskano nową jakość systemu, nowy system mikroprocesorowy Otrzymano. Po spełnieniu prawa kompletności systemu, ten nowy system mikroprocesorowy rozpoczyna nowy cykl rozwoju jako istniejący. Pokazuje to przejście z bloku 3 do bloku 4.

    Tak więc otrzymaliśmy 5 możliwych kierunków rozwoju - według ilości typów komputerów. O tym, który z tych kierunków zwycięży, zadecyduje się na poziomach hierarchii uogólnionego Rynku. Selekcja odbędzie się:

  • na poziomie czysto technicznym - dla porównania techniczny parametry realizacji użytecznych i szkodliwych funkcji konstrukcji, porównanie technicznych możliwości tworzenia supersystemów komputerowych (np. sieci komunikacyjnych)
  • na poziomie branży komputerowej – dla porównania gospodarczy wskaźniki tworzenia i wykorzystania supersystemów komputerowych, porównujące możliwości ich integracji z innymi branżami (w produkcji różnych branż, sprzętu wojskowego, transportu, nauki, edukacji, ochrony zdrowia, kultury, wypoczynku itp.)
  • na poziomie społeczeństwa – dla porównania społecznie użyteczne wskaźniki opcji „przemysłu komputerowego” (porównanie poziomów odporności społecznej zapewnianej przez każdy „przemysł komputerowy”)

    Innym przykładem ewolucji technologii jest wydanie zestawu płyt CD Antologia Beatlesów. Aby zachować autentyczny „brzmienie lat 60.” na pierwszej podwójnej płycie z tej serii, Musiałem odrestaurować słynne studio numer 2 na Abbey Road i kupić 30-letnie konsole mikserskie.

    Technologia nagrywania ewoluuje w bardzo szybkim tempie. studio numer 2 w oryginalnej formie i konsole mikserskie połowa lat 60. „umarł” śmiercią naturalną. A gdyby nie było potrzeby odtwarzania dźwięku z lat 60., to by zostały tylko w pamięci, na fotografiach, w zapisach tamtych lat...

    Teoria kontroli

    OD punkt naukowy wizja współczesna teoria zarządzanie należy traktować jako gałąź teorii systemów związaną ze zmianą zachowania danego złożonego systemu pod wpływem wpływów zewnętrznych. Zarządzanie musi być postrzegane jako nauka o transformacji... w sensie fizycznym, biologicznym, a nawet społecznym.

    Sterowanie adaptacyjne to zdolność systemu do modyfikowania swojego zachowania w celu osiągnięcia najlepszych możliwych wyników behawioralnych. Zgodnie z ogólną definicją sterowania adaptacyjnego, system adaptacyjny musi być w stanie realizować następujące funkcje:

  • otrzymywać na bieżąco informacje o aktualnym stanie systemu lub procesu
  • porównać aktualne funkcjonowanie systemu z pożądanym lub optymalnym i podjąć decyzję o zmianie (funkcjonowaniu) systemu w celu osiągnięcia danego optymalnego funkcjonowania
  • zainicjować odpowiednią zmianę, aby doprowadzić zarządzany system do optymalnego

    Te trzy zasady – identyfikacja państwa, decyzja o zmianie i sama zmiana – stanowią istotę każdego systemu adaptacyjnego. Przypomnijmy przynajmniej pracę układu hormonalnego organizmu ludzkiego. Jak widać, te trzy zasady są głównymi ideami Uniwersalnego Schematu Ewolucji. Wszystkie metody stosowane w celu zwiększenia funkcjonalności ∑F i/lub obniżenia kosztów ∑C mają tę samą strukturę.

    Jeden z pierwszych w historii techniki automatycznych regulatorów, w którym: ogólna zasada działania każdego automatycznego regulatora działania bezpośredniego- regulator poziomu wody w kotle (Polzunov, 1765).

    Szeroko stosowanym automatycznym regulatorem jest regulator prędkości wału odśrodkowego silnika parowego (Watt, 1784). Ten regulator ma inną konstrukcję - mechanizm odśrodkowy, a inny charakter regulowanej wartości - prędkość kątową, ale dokładnie taka sama ogólna zasada działania regulatora bezpośredniego działania.

    Jedność algorytmu sterowania: czujnik jest wyzwalany, gdy parametr liczba obrotów wału wyjściowego silnika parowego jest poza bezpiecznymi limitami. Jeśli rozbieżność jest bardzo duża, wysyłany jest sygnał do korekty - sygnał wysyłany jest do siłownika, który zmienia (dynamizuje) układ tak, aby powrócił do stanu bezpiecznego. Stąd Schemat automatycznego sterowania (algorytm) pokrywa się z Uniwersalnym Schematem Ewolucji (USE). W końcu urządzenia sterujące zapewniają zdolność do życia systemy.

    Okazuje się, że w szczególnie ważnych momentach życia układów (w momencie gwałtownego wzrostu liczby obrotów wału) lub w szczególnie ważnych układach (kocioł parowy, samolot) można było zautomatyzować przejście z jednego stanu systemu, niebezpiecznego z pewnego punktu widzenia, do innego, bezpiecznego. Tych. udało się zautomatyzować ewolucję ważnego ZT w jego ważnym momencie (okresie) życia. A we wszystkich innych momentach (okresach) życia inżynier (wynalazca) zmusza system do ewolucji.

    Ale prawa ewolucji są takie same, zarówno dla automatycznego regulatora, jak i wynalazcy: znajdź rozbieżność, która jest niebezpieczna dla żywotności systemu, istniejącego lub potencjalnie możliwego, i zredukuj ją do zera (dopasuj system). Regulator i wynalazca działają według tego samego algorytmu!

    W samoorganizujący się Układ sterowania tylko jeden lub inny konkretny kryterium wydajności systemu lub kombinacja kryteriów dla różnych warunków zewnętrznych systemu. Sam system poprzez automatyczne wyszukiwanie za pomocą operacji obliczeniowych lub logicznych wybiera strukturę(z możliwych do jej dyspozycji), przy którym spełnione jest określone kryterium jakości całego systemu. Odbywa się to poprzez łączenie i rozłączanie różnych łączy w jakiejś logicznej kolejności. z fiksacją (zapamiętywaniem) bardziej udanych struktur.

    Sam system sterowania poszukuje własnej struktury, co jeszcze bardziej upodabnia go do żywego. A kiedy pojawia się mechanizm dziedziczenia użytecznych struktur, a tym bardziej…

    Im dalej rozwija się automatyzacja w technologii i wiedzy w biologii, tym bardziej analogie funkcjonowania układów automatycznych i organizmów żywych, w tym układy o wyższej aktywności nerwowej i ludzki mózg.

    Otóż ​​tutaj wśród autorów pojawiły się bezpośrednie analogie biologiczne i paralele z technologią, co jest całkiem naturalne. W końcu prawa ewolucji są takie same!

    Zadania automatycznego projektowania ACS obejmują definicję czynniki strukturalne. W tym celu jest zbudowany proces znajdowania optymalnej struktury.

    Jeżeli struktura W projektowanego systemu może zostać zmieniona w taki sposób, że zostaną zachowane ograniczenia S nałożone na konstrukcję, to synteza takiej struktury może być zrealizowana poprzez tzw. metoda ewolucyjna. Proces ewolucji struktury W przebiega etapami:

  • Są generowane zmienione struktury(losowe odmiany, czyli mutacje!)
  • Nowy konstrukcje oceniane są według kryterium efektywności, a następnie następuje selekcja, podczas którego eliminowane są struktury o większej wartości zminimalizowanego funkcjonału Q. Algorytm można również zastosować selekcja probabilistyczna, przy której struktura o większej wartości kryterium minimalizowanego ma większe szanse na odpadnięcie niż struktura o mniejszej wartości kryterium.

    Tego rodzaju ewolucja struktury będzie dążyć do wyboru konstrukcji o małej wartości kryterium jakości, wśród których znajduje się również optymalna struktura. Zapewniają losowość odmian W i selekcji celowość procesu ewolucji do rozwiązania optymalnego W op. Kierunek ewolucyjna optymalizacja obecnie intensywnie rozwijany i otrzymał nazwę modelowanie ewolucyjne.

    SUSE „w pełna wysokość„: zastosowanie mechanizmu doboru naturalnego do zarządzania optymalizacją konstrukcji.

    Jak pokazała cybernetyka, w przypadku złożonych systemów – niezależnie od tego, czy jest to osoba, przedsiębiorstwo, czy cała gospodarka – zarządzanie na zasadzie mechanizmów samoregulujących i samorozwojowych jest jedyną szansą na przetrwanie.

    Celem wszystkiego jest przetrwanie! A mechanizm jest taki sam dla wszystkich systemów.

    Proces podejmowania decyzji

    Oto najbardziej kompletny proces podejmowania decyzji.

    1. Sformułowanie problemu

    2. Sformułowanie kryteriów (oceny) decyzji

    3. Ustalanie wag kryteriów

    4. Rozwój alternatyw

    5. Analiza alternatyw

    6. Wybór alternatywy

    7. Wprowadzenie alternatywy

    8. Ocena skuteczności rozwiązania

    Decydent spośród kilku problemów wybiera jeden: których nie można rozwiązać tych. ten, który stanowi największe zagrożenie dla systemu. Oczywiste jest, że uniwersalnym kryterium oceny rozwiązania jest maksymalna korzyść przy minimalnych kosztach - jest to ideał w rozumieniu TRIZ. Choć mogą istnieć inne kryteria, ostatecznie wszystkie można sprowadzić do wartości wskaźnika „korzyść/koszt”.

    Tworzenie alternatywnych rozwiązań to nic innego jak tworzenie nowego rozwiązania, ulepszanie istniejącego lub łączenie rozwiązań. A analiza alternatyw obejmuje ich ocenę idealności i wybór najbardziej idealnego. Najbardziej idealne rozwiązanie „przetrwa” poprzez wdrożenie, reszta zostaje wyeliminowana...

    Metody projektowania

    Mimo wielu nazw i odmiennego wyglądu zewnętrznego, nietrudno zauważyć tę samą kolejność w metodach projektowania.

    1. Identyfikacja problemu. Identyfikacja realnego problemu lub potrzeby udzielenia informacji i sformułowanie (problemu) w kategoriach fundamentalnych.

    2. Identyfikacja i opis podstawowych cech wymaganego projektu oraz pożądanych właściwości i ograniczeń. (Podejmij) decyzję o kosztach pieniężnych na podstawie (kwoty) wartości - stałej ceny lub najtańszego rozwiązania, które spełnia podstawową potrzebę.

    3. Wstępne pomysły. Zwalnianie pamięci, zwiększenie liczby metod wyszukiwania, aby zmaksymalizować liczbę możliwych rozwiązań.

    4. Racjonalizacja. Krótka lista kilku możliwych rozwiązań. Do każdego rozwiązania dodawane są dość szczegółowe szkice inżynierskie i notatki.

    5. Analiza. Stosowanie praw nauki do określania kształtu, wielkości i innych cech elementów oraz do testowania ogólnej słuszności proponowanych rozwiązań.

    6. Rozwiązanie. Wybór najlepszych możliwych rozwiązań spośród alternatyw.

    W powyższym algorytmie metod projektowania łatwo zauważyć wszystkie kolejne kroki zgodnie z Uniwersalnym Schematem Ewolucji:

  • dbałość o system, którego rozwiązania problemu nie można odkładać, oraz
  • „...opis zasadniczych cech wymaganego projektu” pod kątem najtańszego rozwiązania realizującego główną potrzebę - jednoznaczną idealność „w stylu TRIZ” oraz
  • tak znane wezwanie do „odhamowania pamięci”, aby zwiększyć liczbę technik wyszukiwania, aby zmaksymalizować liczbę możliwych rozwiązań.

    To podkreśla prawdziwe wszechstronność proponowanego Schematu Ewolucji - zarówno M&E, jak i niealgorytmiczne metody aktywizujące poszukiwanie rozwiązań oraz pasują do niego narzędzia TRIZ. I nie jest to zaskakujące - metody tworzenia i przekształcania systemów muszą koniecznie odpowiadać naturalnej ewolucji systemów. I jak to stale podkreśla, - dowolna. Oczywiste jest, że kolejność badania systemów powinna pokrywać się z ich naturalną ewolucją. To jest właśnie czas, aby przejść do metody naukowej (do procesu) i do nauki (do systemu).

    metoda naukowa

    1. Identyfikacja problemu w wiedzy.

    2. Precyzyjne sformułowanie lub przeformułowanie problemu.

    3. Sprawdzenie (całej) istniejącej wiedzy poprzez poszukiwanie takiej, która może pomóc w rozwiązaniu problemu.

    4. Wybór lub wymyślenie wstępnej hipotezy, która wygląda obiecująco.

    5. Testowanie hipotezy na poziomie konceptualnym…

    Identyfikacja problemu w wiedzy to „wezwanie” o problem wiedzy, powiedzmy, teorii. Istnieje fakt w istniejącej wiedzy, który pomaga rozwiązać problem kłopotów bez zmiany teorii - dobrze, teoria będzie nadal żyć. Będzie fakt, ale zajmie to trochę przebudowy teorii, biorąc pod uwagę ten fakt - cóż, to wystarczy. Znowu teoria żyje.

    Ale może się zdarzyć, że nie ma takich faktów pomocniczych. Następnie na istniejącym zbiorze faktów (i po dodaniu hipotetycznych, rzekomych faktów) budowana jest nowa teoria, w której po prostu nie ma zidentyfikowanego problemu. Nowa teoria rozpoczęło życie...

    W ten sposób do nauki wszedł heliocentryczny system Kopernika, Prawo Okresowe Mendelejewa, w ogóle cała wiedza uznana przez społeczność naukową. I właśnie taki algorytm jest proponowany w postaci Uniwersalnego Schematu Ewolucji.

    W centrum metody naukowej znajduje się eksperyment, tj. testowanie nowo opracowanego modelu naukowego w celu wyjaśnienia anomalii. Bardzo czas, wynik eksperymentu jest sprzeczny z modelem. Dlatego ważne jest, aby cofnąć się o krok do modelu teoretycznego, zrobić krok głębiej, aby zadać naturze inne, lepsze pytania.

    Nauka

    Otwarcie zaczyna się od wykrywanie anomalii, tych. ze zrozumieniem, że natura w jakiś sposób złamała paradygmat - zakorzenione oczekiwanie, które rządzi normalną nauką.

    Rewolucja naukowa dzieje się, gdy jeden paradygmat zastępuje inny po okresie testowania hipotez. Proces jest podobny do doboru naturalnego: jedna teoria staje się najbardziej wytrwałą spośród rzeczywistych alternatyw w określonej sytuacji historycznej.

    Wynik wiele takich rewolucyjne wybory - doskonale dopasowany zestaw narzędzi, którą nazywamy nowoczesną wiedzą naukową. I wszystkie proces całkowicie, wydaje się robi to, co naszym zdaniem robi ewolucja biologiczna- bez formułowania celu - nieustannie (rodzi) prawdę naukową, albowiem na każdym etapie rozwoju wiedzy naukowej istnieje (zawsze) lepszy okaz.

    Biolodzy, fizycy, kosmolodzy i inni odwołują się bezpośrednio do modeli, zasad i prawa optymalności zaczerpnięte bezpośrednio z teorii kontroli optymalnej, biologii oraz inne teorie i dyscypliny, interpretując odpowiednie wielkości na swój własny sposób. W końcu wspólność jest ważna, jedność praw złożonych układów dynamicznych!

    Powstała synergetyka ogólna - synteza idei z biologii, socjologii, termodynamiki nierównowagi, synergii fizycznej, ogólnej teorii systemów, cybernetyki, informatyki i innych dyscyplin i teorii. Jeszcze za wcześnie, by mówić o wyglądzie ujednolicona teoria samoorganizacji. Można jedynie stwierdzić istnienie różnych koncepcji samoorganizacji w różnych dyscyplinach i na ich przecięciu.

    Dlaczego nie założyć, że Uniwersalny Schemat Ewolucji może pomóc uogólnić wiedzę i doświadczenie z tak wielu gałęzi wiedzy?

    Najwyższą formą samoorganizacji charakteryzują się systemy, które doskonalą się w oparciu o innowacje i ewoluują w czasie. Można ją uznać optymalizacja właściwości adaptacyjnych. Postęp (i regres) w społeczeństwie jest odmianą, wyspecjalizowanym rodzajem ewolucji adaptacyjnej. W przypadku inteligentnych systemów można naprawić mieszany typ samoorganizacji. Ogólne znaczenie, formą manifestacji i funkcjonalnym celem takiej samoorganizacji jest maksymalizacja żywotności tych systemów przy minimalizacji energii, środków, czasu działania itp.

    No, a dlaczego nie jest to stwierdzenie Prawa zwiększania żywotności systemu, a nie wskazanie mechanizmu jego działania w postaci wymogu minimalizacji zużycia zasobów? Oczywiście wiemy więcej, ponieważ TRIZ wskazuje drogę do zwiększenia rentowności systemu poprzez: zwiększenie idealności systemu, co można osiągnąć, nie tylko zmniejszając mianownik (kosztowne i szkodliwe funkcje).

    Kultura, sztuka

    Każda kultura jest pomyślana przez Spenglera jako cały organizm - całkowicie analogiczne do biologii. Każda kultura przechodzi przez etapy – narodziny (dzieciństwo), formację (młodość), pomyślność (dojrzałość), schyłek (starość) i wreszcie całkowicie nieuniknioną śmierć.

    Ostatni, umierający etap każdej kultury Spengler nazywa „cywilizacją”. Symptomy cywilizacji: dominacja i nadmiar technologii, wypieranie sztuki przez rzemiosło i inżynierię, kreatywność przez racjonalne projektowanie, organiczne - sztuczne, ujarzmienie natury, urbanistyka, wojna. Zmienność etapów rozwoju, a co za tym idzie ostateczne wyginięcie, zachodzi z dokładnie taką samą regularnością, jaka panuje nad wszystkimi żywymi organizmami, absolutnie obiektywny i poza kontrolą ludzkiej natury, jak wszelkie prawa natury.

    Cóż innego można powiedzieć na potwierdzenie obiektywności praw ewolucji dla całej hierarchii poziomów „Natura – Społeczeństwo – Produkcja – Technologia”?

    Odkryłem, że najtrudniejsza jest codzienna praktyka teatralna. Kilka razy w miesiącu przebywam z aktorami i przeglądam ich pracę. Spektakl może przejść sto – sto pięćdziesiąt razy, wciąż go analizuję. Bo teatr jest niszczony co sekundę! I trzeba wszystko na nowo zebrać, skomentować, wszystko spisać i nie umrzeć w tym samym czasie.

    Teatr z punktu widzenia Uniwersalnego Schematu Ewolucji: teatr umiera co sekundę! Dlatego aby przetrwać, konieczne jest rozpoznanie niedociągnięć i zmiana, zmiana, zmiana.

    Wróćmy do Antologii The Beatles. To zestaw 3 podwójnych płyt CD zawierających niepublikowane wcześniej nagrania Beatlesów, m.in. odrzucone duplikaty znanych piosenek, wersje robocze, szkice...

    Przykład schematu ewolucji: odrzucone ujęcia, szkice i szkice są „martwe” przykłady kreatywności. Okazały się mniej doskonałe, mniej idealne, z punktu widzenia poetyckiego czy muzycznego, z punktu widzenia poziomu rejestracji dźwięku.

    Mity, religia

    Jak zauważył antropolog Joseph Campbell: mit służy do wyjaśnienia świat zewnętrzny, służy jako nić przewodnia dla indywidualny rozwój, wskazuje kierunki dla społeczeństwa i daje kierowanie do duchowych dociekań. Mity łączą to, co ludzie wiedzą, z ich nadzieją i tęsknotą, tworząc rodzaj mapy drogowej, która prowadzi ludzi, gdy muszą dokonać wyboru w życiu.

    Mit jest jednym ze sposobów budowania pewności siebie, indywidualnej lub społecznej, pomagającej przetrwać.

    Ale kiedy mit nie daje, nawet jeśli jest swoistym wyjaśnieniem otoczenia, przestaje być przewodnikiem i wskazywać kierunki, staje się bezużyteczny, a może nawet niebezpieczny. Mity, stając się bezużyteczne lub wprowadzające w błąd, niepostrzeżenie schodziły na dalszy plan i znikały. W Ameryka środkowa teraz można znaleźć dziesiątki opuszczonych świątyń Majów, w Peru - ruiny tysięcy pomników wzniesionych przez Inków, w Walii piramidy z kamienia wykonane przez Celtów, w Kampuczy - posągi Khmerów, w Iraku - sumeryjskie zigguraty, na Wielkanoc Wyspa - gigantyczne kamienne głowy. Wszystko to są milczącymi świadkami kwitnących niegdyś mitów, które… zniknął Albo dlatego, że zaczął zwodzić ludzi, lub dlatego, że w ich otoczeniu pojawiły się bardziej realne mity i kultura.

    System, stając się bezużyteczny lub co więcej, niebezpieczny - znika! Dotyczy to wszelkich systemów - technicznych, przemysłowych, społecznych, naturalnych. Mit jako system idei, choć niezbyt realnych, podlega również nieubłaganym prawom ewolucji.

    Arnold Toynbee zainscenizował rozwój wielości światy kulturowe i ich wewnętrzna jedność strukturalna na ściśle naukowej podstawie, uzupełniały ideę niezaprzeczalnego kryzysu „cywilizacji zachodnie chrześcijaństwo„idea, że ​​smutnego końca można uniknąć, na przykład, przez „jedność w duchu” poprzez inicjację w religię ekumeniczną.

    Nawet jeśli to iluzja, wydaje się, że jest to jedna z najważniejszych. Iluzje są nie mniej potrzebne do rozwoju i przetrwania człowieka, niż jasna i bezlitosna wizja.

    Mit, podobnie jak wiedza ścisła, eliminuje pewną niepewność w zrozumieniu otaczającego świata. Osoba, kolektyw czy społeczeństwo jako całość nie może żyć w stanie niepewności, insynuacji, tj. mit pomaga się nie martwić, więc naprawdę pomaga przetrwać!

    Działanie mitów może być zarówno zbawienne, jak i destrukcyjne. Łączą się, dają siłę do przetrwania w próbach, mają nadzieję na osiągnięcie celów, spełnienie pragnień. Mit to pierwotne doświadczenie człowieka w świecie. Cel mitu "usuń niepewność, zaślepić dziury w obrazie wszechświata, wyjaśnić- i dlatego krawężnik - nasze lęki, których umysł nie może okiełznać".

    Tych. mit jest narzędziem przetrwania, trwałości, stabilności. Ale każdy instrument rodzi się, rozwija i czasem umiera.

    Sformułowanie głównej zasady etycznej niezbędnej do zabezpieczyć przyszłość człowieka religie mówią prawie dosłownie to samo. Oto jak główne religie świata formułują główną zasadę etyczną:

    Buddyzm: „Nie krzywdź innych, tak jak nie chcesz być krzywdzony”.

    Zoroastrianizm: „Natura jest dobra tylko wtedy, gdy nie robi drugiemu tego, co nie jest dla niej dobre”.

    Hinduizm: „Istotą wszelkiej cnoty jest traktowanie innych tak, jak sam chciałbyś być traktowany”.

    Judaizm: „Nie czyń bliźniemu tego, co jest dla ciebie złe. To całe prawo, wszystko inne to komentarz”.

    Konfucjanizm: „Maksymalną życzliwością jest nie robić innym tego, czego sobie nie życzysz”.

    Chrześcijaństwo: „Rób z człowiekiem tak, jak chcesz, żeby zrobił tobie”.

    Widzimy, że rdzeń wszystkich światowych religii, a mianowicie religie, a nie kulty i sekty, jest jeden i ten sam. Ten zatwierdzenie tych zasad etycznych, które są niezbędne, aby człowiek mógł zapewnić sobie przyszłość. Wszystko inne to tworzenie pewnych mitów religijnych, tej lub innej filozofii: rozwarstwienie historii, wpływ cywilizacji, które wyszły z czasów przedreligijnych.

    Wszystko ma na celu zwiększenie stabilności społeczeństwa, jego przetrwanie.

    Upadek roli (i prestiżu) religii w życiu prawie wszystkich narodów chrześcijańskich stał się niemal aksjomatem. Ale próba zrozumienia prawdziwych przyczyn tego zjawiska, konieczność unowocześnienia poszczególnych doktryn, a co najważniejsze, charakteru działań odpowiadających potrzebom świata duchowego nowoczesny mężczyzna charakterystyczna tylko dla niektórych grup liderów kościół katolicki kierowany przez samego Papieża Jana Pawła II.

    Sobór, Niestety jest bardzo dogmatyczny i archaiczny. Ona słabo reaguje na zmieniające się potrzeby duchowe ludzi” i z tego powodu otwiera pole dla działalności różnych sekt i jednostek, które bezpośrednio spekulują na temat duchowych potrzeb ludzi.

    Schemat ewolucji a religia: niska dynamika doktryn → wzrost niezgody na potrzeby duchowe spadek idealności (wzrost aktywności sekt) → spadek witalności (spadek roli religii w życiu ludzi).

    Kreatywne metody rozwiązywania problemów

    Interesujące jest porównanie proponowanej SSE z zaleceniami G.Mageramova na ogólne zasady konstruowanie algorytmu procesu twórczego. W końcu SSE reprezentuje najbardziej ogólne, uniwersalne podejście do transformacji systemów.

    Mała heretycka dygresja. Wraz z przyjęciem SSE proces transformacji systemów przestaje być twórczy! W końcu wiemy z góry, choć nie szczegółowo, ale wiemy, co czeka system, do którego się adresujemy.

    Według G.Mageramova pierwsza zasada tworzenia algorytmu: zebranie niezbędnej tablicy informacyjnej. Im większa ta tablica i im bardziej zróżnicowane informacje w niej zawarte, tym bardziej fundamentalne mogą być badania i tym skuteczniejszy będzie wynikowy algorytm.

    Cóż, tutaj jest pełna satysfakcja z zasady. Schemat ewolucji opiera się na:

  • analiza materiałów na TRIZ-ZRTS;
  • przetwarzanie zgromadzonego i zorganizowanego funduszu informacyjnego w postaci szafy aktowej, na tematy naukowe, techniczne, ekonomiczne, polityczne, pedagogiczne, filozoficzne i inne;
  • doświadczenie w wykorzystywaniu TRIZ-ZRTS do badania i doskonalenia systemów technicznych i nietechnicznych (organizacja produkcji, struktury zarządzania, pedagogika, ochrona informacji).

    Zgodnie z drugą i trzecią zasadą G.Mageramova: zróżnicowanie tablicy informacyjnej i wyznaczenie współczynnika cechy jest interesująca różnica. Odkąd powstał uniwersalny Powstał wtedy schemat ewolucji „integracja” informacji, ujawniają się najczęstsze cechy rozwoju właściwe wszystkim systemom bez wyjątku. Nie jest to konfrontacja tych dwóch podejść, ale ich komplementarność. Okazuje się, że praca nad operatorem systemu:

  • G.Mageramov wchodzi w podsystem, rozważając konkretne sposoby i szczegóły transformacji systemów;
  • A. Zacharow idzie do supersystemu, biorąc pod uwagę najbardziej ogólne prawa transformacje systemowe.

    Zgodnie z czwartą zasadą: identyfikacja i sformalizowanie struktury procesu twórczego- kompletne dopasowanie. Uniwersalny Schemat Ewolucji ma:

  • spójność wewnętrzna – sekwencja bloków tworzy kilka konturów, na które składają się łańcuchy przyczynowo-skutkowe
  • kompletność - zestaw klocków jest wystarczający do reprezentowania pełnego cyklu doskonalenia systemów
  • uniwersalność - kolejność bloków odzwierciedla ewolucję dowolnych systemów (obiektów) Natury.

    Zasada piąta i szósta: dostarczanie informacji o narzędziach i przykładów zastosowańrównież wdrożone. Dany szczegółowy opis SSE (wyjaśnienie znaczenia i wypełnienie etapów transformacji systemowej), a jako przykłady wykorzystania SSE wykonano następujące prace:

    1. Schemat uniwersalny i ewolucja systemów poziomów „Natura – Społeczeństwo – Produkcja – Technika”.

    2. Uniwersalny schemat ewolucji systemów i niealgorytmiczne metody aktywizacji twórczego myślenia.

    3. Universal System Evolution Scheme i narzędzia TRIZ:

  • Tabela doboru technik rozwiązywania sprzeczności technicznych
  • System standardów rozwiązywania problemów wynalazczych
  • Algorytm rozwiązywania innowacyjnych problemów
  • Łańcuch sprzeczności AP→?→?→TP→FP

    4. Uniwersalny schemat ewolucji i rozwoju systemu wiedzy - nauki, teorie, paradygmaty.

    5. Uniwersalny schemat ewolucji i prawo wzrostu przewodnictwa w TS.

    6. Uniwersalny Schemat Ewolucji jako narzędzie do ulepszania istniejących i tworzenia nowych narzędzi TRIZ.

    Główne etapy procesu twórczego rozwiązywania problemów .

    1. Analiza środowiskowa. Umiejętność rozpoznania problemów i możliwości jest kluczem do sukcesu. Rozpoznawanie problemu.

    2. Identyfikacja (identyfikacja) problemów. Wynikiem tego etapu jest zestaw kryteriów decyzyjnych do oceny różnych opcji. Akceptacja założeń.

    3.Generowanie alternatyw. Generowanie alternatyw obejmuje wyliczenie znanych opcji (działanie racjonalne) oraz generowanie opcji dodatkowych (czyny racjonalne i intuicyjne).

    4. Wybór alternatyw. Systematyczna ocena alternatyw według wcześniej ustalonych kryteriów.

    5. Realizacja. Obliczanie szczegółów, prognoza i pokonywanie przeszkód.

    Zobacz komentarz do rozdziału „Metody projektowania”: treść punktów tu i tam pokrywa się prawie dosłownie. Tutaj i identyfikacja problemu i ustalenie kryteriów dopuszczalności rozwiązania oraz wygenerowanie rozwiązań alternatywnych i wybór alternatyw - rozwiązanie najbardziej odpowiednie. I znowu podkreślamy – nie może być innego, to jest refleksja uniwersalność ewolucji systemów!

    Michael Levene, były prezes sieci hoteli Days Inn: „Kreatywność jest niezbędna do przetrwania w dzisiejszym środowisku. Innowacja jest kluczem do przetrwania”.

  • Test „Cechy adaptacyjne żywych organizmów”

    1. Rozwiń treść pojęcia „zdolność przystosowania się gatunku do warunków środowiskowych”.

    2. Wymień główne typy adaptacji organizmów do środowiska.

    3. Uzupełnij powyższy schemat ewolucyjnego mechanizmu powstawania mimikry

    Mały pozytywny - __________________________

    Mimikra - _______________________

    W rezultacie bezbronny widok - _________________________

    ________________________________________________


    4 . Porównaj takie rodzaje ubarwienia jak ubarwienie ostrzegawcze, ochronne i mimikra, zwracając szczególną uwagę na ich charakterystyczne cechy. Podaj przykłady zwierząt, które mają takie przystosowania. Wypełnij tabelę. pięć . Odpowiedz, czy zachowanie zwierzęcia mieści się w zakresie doboru naturalnego. Jeśli tak, podaj przykład. 6. Wstaw brakujące słowo. Główną konsekwencją nabycia adaptacji jest stan _________________ organizmów w środowisku

    Zabarwienie ochronne

    Zabarwienie ostrzegawcze

    Pojawienie się adaptacji w wyniku doboru naturalnego

    Adaptacje to właściwości i cechy organizmów, które zapewniają adaptację do środowiska, w którym te organizmy żyją. Adaptacja nazywana jest również procesem adaptacji. Powyżej przyjrzeliśmy się, jak niektóre adaptacje powstają w wyniku doboru naturalnego. Populacje ćmy brzozowej przystosowały się do zmienionych warunków zewnętrznych w wyniku nagromadzenia ciemnych mutacji kolorystycznych. W populacjach ludzkich zamieszkujących obszary malarii adaptacja pojawiła się w wyniku rozprzestrzeniania się mutacji sierpowatej. W obu przypadkach adaptację osiąga się poprzez działanie doboru naturalnego.

    W tym przypadku materiałem do selekcji jest dziedziczna zmienność nagromadzona w populacjach. Ponieważ różne populacje różnią się od siebie zestawem nagromadzonych mutacji, w różny sposób przystosowują się do tych samych czynników środowiskowych. W ten sposób populacje afrykańskie przystosowały się do życia na obszarach podatnych na malarię poprzez akumulację mutacji anemii sierpowatej. HbS, a w populacjach zamieszkujących Azję Południowo-Wschodnią odporność na malarię powstała na podstawie nagromadzenia szeregu innych mutacji, które w stanie homozygotycznym powodują również choroby krwi, a w stanie heterozygotycznym - zapewniają ochronę przed malarią.

    Przykłady te ilustrują rolę doboru naturalnego w kształtowaniu adaptacji. Należy jednak wyraźnie zrozumieć, że są to szczególne przypadki stosunkowo prostych adaptacji, które powstają w wyniku selektywnej reprodukcji nosicieli pojedynczych „korzystnych” mutacji. Jest mało prawdopodobne, aby większość adaptacji powstała w ten sposób.

    Barwienie ochronne, ostrzegawcze i imitacyjne. Rozważmy na przykład tak rozpowszechnione adaptacje, jak protekcjonalna, ostrzegawcza i naśladowcza kolorystyka (mimikra).
    Zabarwienie ochronne pozwala zwierzętom stać się niewidzialnymi, łącząc się z podłożem. Niektóre owady do złudzenia przypominają liście drzew, na których żyją, inne przypominają wysuszone gałązki lub ciernie na pniach drzew. Te adaptacje morfologiczne są uzupełniane adaptacjami behawioralnymi. Owady chowają się dokładnie w tych miejscach, w których są mniej widoczne.

    Niejadalne owady i trujące zwierzęta - węże i żaby, mają jasną, ostrzeżenie o zabarwieniu. Drapieżnik, raz zetknięty z takim zwierzęciem, przez długi czas kojarzy tego typu ubarwienie z niebezpieczeństwem. Jest to używane przez niektóre nietrujące zwierzęta. Nabierają uderzającego podobieństwa do trujących, a tym samym zmniejszają niebezpieczeństwo ze strony drapieżników. Już imituje kolor żmii, mucha naśladuje pszczołę. Zjawisko to nazywa się mimika.

    Jak powstały te wszystkie niesamowite urządzenia? Jest mało prawdopodobne, aby pojedyncza mutacja mogła zapewnić tak dokładną korespondencję między skrzydłem owada a żywym liściem, między muchą a pszczołą. To niewiarygodne, że pojedyncza mutacja spowodowała, że ​​owad o protekcjonalnym kolorze ukryłby się dokładnie na liściach, na jakie wygląda. Oczywiście takie adaptacje, jak ubarwienie ochronne i ostrzegawcze oraz mimikra, powstały w wyniku stopniowej selekcji tych wszystkich drobnych odchyleń w kształcie ciała, w rozmieszczeniu pewnych pigmentów, we wrodzonym zachowaniu, które istniały w populacjach przodków tych zwierząt. Jedną z najważniejszych cech doboru naturalnego jest jego łączny- jego zdolność do akumulowania i wzmacniania tych odchyleń w wielu pokoleniach, sumując zmiany w poszczególnych genach i układach organizmów przez nie kontrolowanych.

    Najciekawszym i najtrudniejszym problemem są początkowe etapy powstawania adaptacji. Oczywiste jest, jakie korzyści daje niemal idealne podobieństwo modliszki do suchej gałęzi. Ale jakie zalety mógł mieć jego odległy przodek, który tylko w niewielkim stopniu przypominał gałązkę? Czy drapieżniki są tak głupie, że można je tak łatwo oszukać? Nie, drapieżniki wcale nie są głupie, a dobór naturalny z pokolenia na pokolenie „uczy” je coraz lepiej rozpoznawać sztuczki ofiary. Nawet idealne podobieństwo współczesnej modliszki do węzła nie daje mu 100% gwarancji, że żaden ptak go nie zauważy. Jednak jego szanse na uniknięcie drapieżnika są większe niż w przypadku owada o mniej doskonałym ubarwieniu ochronnym. W ten sam sposób jego daleki przodek, który tylko nieznacznie przypomina węzeł, miał nieco większą szansę na życie niż jego krewny, który w ogóle nie wyglądał na węzeł. Oczywiście ptak, który siedzi obok niego, z łatwością go zauważy w pogodny dzień. Ale jeśli dzień jest mglisty, jeśli ptak nie siedzi w pobliżu, ale przelatuje obok i postanawia nie tracić czasu na coś, co może być modliszką lub może być węzłem, to minimalne podobieństwo ratuje życie nosicielowi tego ledwo zauważalne podobieństwo. Jego potomkowie, którzy odziedziczą to minimalne podobieństwo, będą liczniejsi. Ich udział w populacji wzrośnie. To utrudni życie ptakom. Wśród nich większe sukcesy odniosą ci, którzy dokładniej rozpoznają zakamuflowaną zdobycz. W grę wchodzi ta sama zasada Czerwonej Królowej, o której mówiliśmy w paragrafie o walce o byt. Aby utrzymać przewagę w walce o życie, osiągniętą poprzez minimalne podobieństwo, gatunek ofiary musi się zmienić.

    Dobór naturalny wychwytuje wszystkie te drobne zmiany, które zwiększają podobieństwo koloru i kształtu do podłoża, podobieństwo między gatunkami jadalnymi a gatunkami niejadalnymi, które imituje. Należy pamiętać, że różne typy drapieżników wykorzystują różne metody znajdowania zdobyczy. Niektórzy zwracają uwagę na kształt, inni na kolor, niektórzy mają wizję kolorów, inni nie. Tak więc dobór naturalny automatycznie wzmacnia, na ile to możliwe, podobieństwo między naśladowcą a modelem i prowadzi do tych niesamowitych adaptacji, które obserwujemy w naturze.

    Pojawienie się złożonych adaptacji. Wiele adaptacji jawi się jako skomplikowane i celowo zaplanowane urządzenia. W jaki sposób tak złożona struktura, jak ludzkie oko, mogła powstać w wyniku doboru naturalnego losowo występujących mutacji?

    Naukowcy sugerują, że ewolucja oka rozpoczęła się od niewielkich grup światłoczułych komórek na powierzchni ciała naszych bardzo odległych przodków, którzy żyli około 550 milionów lat temu. Umiejętność rozróżniania światła i ciemności z pewnością była dla nich użyteczna, zwiększając ich szanse na życie w porównaniu z ich całkowicie ślepymi krewnymi. Przypadkowa krzywizna „wizualnej” powierzchni poprawiła widzenie, co pozwoliło określić kierunek do źródła światła. Pojawiła się muszla oczna. Nowo pojawiające się mutacje mogą prowadzić do zwężenia i poszerzenia otworu kubka wzrokowego. Zwężenie stopniowo poprawiało widzenie - światło zaczęło przechodzić przez wąski otwór. Jak widać, każdy krok zwiększał sprawność tych osób, które zmieniły się we „właściwym” kierunku. Wrażliwe na światło komórki tworzyły siatkówkę. Z biegiem czasu w przedniej części gałki ocznej utworzyła się soczewka, która działa jak soczewka. Wyglądało to najwyraźniej jako przezroczysta dwuwarstwowa struktura wypełniona cieczą.

    Naukowcy próbowali symulować ten proces na komputerze. Wykazali, że oko takie jak złożone oko małża mogło wyewoluować z warstwy światłoczułych komórek o stosunkowo łagodnej selekcji w ciągu zaledwie 364 000 pokoleń. Innymi słowy, zwierzęta, które co roku zmieniają pokolenia, mogą stworzyć w pełni rozwinięte i doskonałe optycznie oko w mniej niż pół miliona lat. Jest to bardzo krótki okres ewolucji, biorąc pod uwagę, że średni wiek gatunków w mięczakach wynosi kilka milionów lat.

    Wszystkie domniemane etapy ewolucji ludzkiego oka można znaleźć wśród żywych zwierząt. Ewolucja oka przebiegała różnymi ścieżkami u różnych gatunków zwierząt. Dzięki doborowi naturalnemu niezależnie wyewoluowało wiele różnych form oka, a oko ludzkie jest tylko jedną z nich, a nie najdoskonalszą.

    Jeśli uważnie przyjrzymy się budowie oka człowieka i innych kręgowców, znajdziemy szereg dziwnych niespójności. Kiedy światło wpada do ludzkiego oka, przechodzi przez soczewkę i dociera do światłoczułych komórek siatkówki. Światło musi podróżować przez gęstą sieć naczyń włosowatych i neuronów, aby dotrzeć do warstwy fotoreceptorów. O dziwo, ale zakończenia nerwowe zbliżają się do komórek światłoczułych nie od tyłu, ale od przodu! Ponadto zakończenia nerwowe gromadzą się w nerwie wzrokowym, który rozciąga się od środka siatkówki, tworząc w ten sposób martwy punkt. Aby zrekompensować zacienienie fotoreceptorów przez neurony i naczynia włosowate oraz pozbyć się martwego pola, nasze oko nieustannie się porusza, wysyłając do mózgu serię różnych projekcji tego samego obrazu. Nasz mózg wykonuje złożone operacje, dodając te obrazy, odejmując cienie i obliczając rzeczywisty obraz. Wszystkich tych trudności można by uniknąć, gdyby zakończenia nerwowe zbliżały się do neuronów nie od przodu, ale od tyłu, jak na przykład u ośmiornicy.

    Sama niedoskonałość oka kręgowców rzuca światło na mechanizmy ewolucji przez dobór naturalny. Już nie raz mówiliśmy, że selekcja działa zawsze „tu i teraz”. Sortuje różne odmiany już istniejących struktur, wybierając i sumując najlepsze z nich: najlepsze z „tu i teraz”, niezależnie od tego, czym te struktury mogą się stać w odległej przyszłości. Dlatego klucza do wyjaśnienia zarówno doskonałości, jak i niedoskonałości nowoczesnych konstrukcji należy szukać w przeszłości. Naukowcy uważają, że wszystkie współczesne kręgowce pochodzą od zwierząt takich jak lancet. W lancecie neurony światłoczułe znajdują się na przednim końcu cewy nerwowej. Przed nimi znajdują się komórki nerwowe i barwnikowe, które zasłaniają fotoreceptory przed światłem wpadającym z przodu. Lancelet odbiera sygnały świetlne z boków jego przezroczystego korpusu. Można przypuszczać, że wspólny przodek oka kręgowca był ułożony w podobny sposób. Potem ta płaska konstrukcja zaczęła przekształcać się w muszlę oczną. Przednia część cewy nerwowej wystawała do wewnątrz, a neurony znajdujące się przed komórkami receptorowymi pojawiły się na nich. Proces rozwoju oka w embrionach współczesnych kręgowców w pewnym sensie odtwarza sekwencję wydarzeń, które miały miejsce w odległej przeszłości.

    Ewolucja nie tworzy nowych konstrukcji „od zera”, zmienia (często nierozpoznawalnie zmienia) stare konstrukcje, tak aby każdy etap tych zmian był adaptacyjny. Każda zmiana powinna zwiększać sprawność jego nośników, a przynajmniej nie zmniejszać jej. Ta cecha ewolucji prowadzi do stałego ulepszania różnych struktur. Jest też przyczyną niedoskonałości wielu adaptacji, dziwnych niespójności w budowie organizmów żywych.

    Należy jednak pamiętać, że wszelkie adaptacje, bez względu na to, jak doskonałe mogą być, są względne. Oczywiste jest, że rozwój umiejętności latania nie jest zbyt dobrze połączony z umiejętnością szybkiego biegania. Dlatego ptaki, które mają najlepszą zdolność latania, to słabi biegacze. Wręcz przeciwnie, strusie, które nie potrafią latać, biegają bardzo dobrze. Adaptacja do pewnych warunków może być bezużyteczna, a nawet szkodliwa, gdy pojawią się nowe warunki. Jednak warunki życia zmieniają się nieustannie, a czasem bardzo dramatycznie. W takich przypadkach nagromadzone wcześniej adaptacje mogą utrudniać powstawanie nowych, co może doprowadzić do wyginięcia dużych grup organizmów, jak to miało miejsce ponad 60-70 milionów lat temu w przypadku niegdyś bardzo licznych i różnorodnych dinozaurów.



    najlepszy