Метод "молекулярных часов" - Методы исследований, используемые в современной геологической науке
Традиционно эволюция жизни на Земле восстанавливается путем накопления палеонтологических данных. Однако сложность интерпретации геологической информации об ископаемых организмах, неполнота и различные дефекты палеонтологической летописи, несовершенство существующих методик обработки данных о древней биоте и т. д. создают значительные препятствия на пути познания биологической эволюции. Для иллюстрации сказанного приведем два факта. Долгое время считалось, что остатки древнейших на Земле организмов возрастом 3,8 Ga найдены в Гренландии. Однако новые исследования показали, что данные остатки (независимо от того, являются ли они органическими или нет, хотя последнее вероятно) имеют существенно более молодой возраст (Appel et al., 2003). Таким образом, возраст наиболее древних организмов оказывается меньшим, чем предполагалось. Тем не менее, жизнь на Земле наверняка появилась раньше (Russell, 2009). В качестве другого факта можно указать, что степень изученности морских и континентальных организмов принципиально различна, и, возможно, мы существенно недооцениваем роль континентальной биоты в общей эволюции жизни на Земле (Russell, 2009).
Новейшей альтернативой традиционному направлению исследований является метод "молекулярных часов". Он интенсивно развивался с 1960-х годов, однако наиболее широко стал использоваться лишь в последние 5-10 лет. Смысл данного метода заключается в следующем. Анализ генетической информации, полученной из современных организмов (по ДНК и протеиновым последовательностям), позволяет определить степень их родства и реконструировать порядок образования от некоторых общих предковых форм (Hedges, Kumar, 2009). При этом считается, что молекулярные изменения достаточно постоянны, предсказуемы, а потому пригодны для статистического моделирования. Современные технологии также позволяют учесть возможные отклонения от постоянных величин указанных изменений. Таким образом, разработан метод оценки времени между дивергенцией форм от последнего общего предка. Результатом дивергенции является появление новых линий организмов, что также может быть датировано. Исходя из этого, строится т. н. "дерево времени" (аналог генеалогического древа), которое отражает последовательность и время дивергенций организмов, приведших, в конечном итоге, к появлению современных форм. Иными словами, анализ только лишь современной генетической информации позволяет реконструировать биотическую эволюцию и описывать ее в масштабе геологического времени.
Метод "молекулярных часов" получил особое распространение с начала 2000-х годов, а его результаты привлекают к себе все большее внимание. Они позволяют предполагать с той или иной степенью достоверности время появления таксонов при отсутствии надежных палеонтологических данных. По сути активное развитие данного метода открыло совершенно новое направление в изучении эволюции жизни на Земле. Большие перспективы связаны с анализом информации не только по современным, но и по ископаемым организмам, а также совершенствованием калибровок датирования происхождения новых таксонов от общего предка (Hedges, Kumar, 2009). К настоящему времени достигнут значительный прогресс в использовании метода "молекулярных часов" относительно большого количества групп живых организмов. В 2009 г. информация, полученная в ведущих мировых лабораториях, была суммирована и издана в виде справочника, где учитываются (будучи критически рассмотрены) данные по 1610 семействам всех трех надцарств (Hedges, Kumar, 2009). Ниже приводятся некоторые, в. т. наиболее интересные с точки зрения общей геологической эволюции планеты, датировки событий, полученные с помощью метода "молекулярных часов":
Появление жизни на Земле - 4,4-4,2 Ga;
Первая дивергенция жизни - 4,2 Ga;
Появление эукариотов (Eukaryota) - 2,0 Ga;
Первая дивергенция эукариотов (Eukaryota) - 1594 Ma;
Появление грибов (Fungi) - 1368 Ma;
Появление животных (Metazoa) - 1020 Ma;
Появление наземных растений (Embryophyta) - 936 Ma;
Появление иглокожих (Echinodermata) - 795 Ma;
Появление позвоночных (Vertebrata) - 774 Ma;
Появление моллюсков (Mollusca) - 698 Ma;
Первая дивергенция наземных растений (Embryophyta) - 593 Ma;
Первая дивергенция пауков (Araneae) - 392 Ma;
Появление покрытосеменных растений - 355 Ma;
Первая дивергенция жуков (Coleoptera) - 285 Ma;
Появление лягушек и жаб (Anura) - 264 Ma;
Первая дивергенция диатомовых водорослей (Bacillariophyta) - 207,5 Ma;
Первая дивергенция птиц (Aves) - 119 Ma;
Первая дивергенция крокодилов (Crocodylia) - 102,6 Ma;
Появление грызунов (Rodentia) - 86,4 Ma;
Появление приматов (Primates) - 86,2 Ma;
Появление летучих мышей (Chiroptera) - 84,2 Ma;
Появление плотоядных (Carnivora) - 79,8 Ma;
Дивергенция сов (Strigiformes) - 71,1 Ma;
Дивергенция плотоядных на Caniformia и Feliformia - 52,9 Ma;
Появление гоминид (Hominidae) - 18,8 Ma.
ПРИМЕЧАНИЯ: 1) стандартные обозначения единиц времени: Ga - млрд л., Ma - млн л.; 2) даны упрощенные названия групп живых организмов, а их соответствие биологической номенклатуре указывается согласно (Hedges, Kumar, 2009).
Похожие статьи
-
Модуль III настоящего учебного пособия содержит теоретическую информацию относительно конкретных методов исследований, используемых в современной...
-
Возникновение понятия о геологическом времени восходит корнями ко времени изучения последовательностей осадочных пород. Однако сравнительно быстро для...
-
Методы исследований К геологическим методам относят геологическую съемку, включающую маршрутное и сетевое опробование, петрографические и...
-
Использование аэрокосмической техники для оценки экологического состояния геологической среды Аэрокосмические исследования позволяют получить информацию...
-
Электрческе методы исследования При проведении исследований скважин электрическими методами изучают удельное электрическое сопротивление, естественную...
-
Приемники, предназначаемые для производства работ по развитию ОГС и съемке ситуации и рельефа, должны быть сертифицированы для геодезического применения...
-
Заключение, Список используемой литературы - Обзор современных съемочных аэро - и космических систем
Космические снимки позволяют выявить растительный покров в динамике, то есть в развитии, а также степень нарушения его в результате деятельности...
-
Гидрохимические методы при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений могут применяться для решения различных задач и в различных формах....
-
Инженерно - геологические исследования - Методы изучения техногенных изменений природных ресурсов
Инженерно-геологические исследования, проводимые для оценки экологического состояния геологической среды, включают в себя изучение: * особенностей...
-
Рельеф и геологическое строение Изучаемые регионы - Северный Казахстан и Среднерусская возвышенности расположены на примыкающих друг к другу Русской и...
-
В данной дипломной работе была исследована технология создания ОГС методом спутникового определения на Новомихайловском месторождении нефти и газа на...
-
Применяемые методы - Геофизические исследования в гидрогеологических скважинах
Скважина буровой каротаж Для решения всевозможных задач, возникающих в процессе эксплуатации гидрогеологических скважин, мы применяем традиционные методы...
-
(начала периодов и эпох, млн. л. н.) Эон Эра Период Эпоха Время Фанерозойский Кайнозойская Четвертичный Голоцен 0,01 Плейстоцен 1,6 Третичный Плиоцен 5,3...
-
Полевым работам по развитию ОГС с применением спутниковой технологии должна предшествовать подготовка. Полевые работы следует производить в соответствии...
-
Методы статистических исследований демографической ситуации - Статистика населения города Пермь
Методология демографической статистики включает в себя приемы "Общей теории статистики", что предполагает использование системы таких показателей, как...
-
В состав системы входят: * созвездие ИСЗ (космический сегмент); * сеть наземных станций слежения и управления (сегмент управления); * собственно GPS -...
-
Основу системы составляет сеть ИСЗ (искусственные спутники земли) развернутых в около земной орбите и равномерно "покрывающих" всю земную поверхность....
-
Введение - Исследование метода создания опорной геодезической сети с помощью спутниковой технологии
В геодезии и в земельном законодательстве Российской Федерации произошли большие и коренные изменения. Пришло время говорить в геодезии о новой...
-
Геофизические методы Методы, применяемые при геофизических исследованиях, подразделяются на электрические, сейсмические, гравиметрические,...
-
Геоэкология - Это область географической науки, занимающаяся изучением географической среды и слагающих ее природных и природно-антропогенных геосистем с...
-
Эволюция Земли - Концепции современной геологии
Вопрос занимает центральное место в геологии. Для его решения очень важно определение времени событий. Методы измерения геологического времени : I....
-
Задачи, виды и методы, технология исследования скважин и пластов - Основы добычи нефти и газа
Основная задача исследования залежей и скважин -- получение информации о них Для подсчета запасов нефти и газа, проектирования, анализа, регулирования...
-
Виды и методы исследований - Методы изучения техногенных изменений природных ресурсов
Аэрокосмический ландшафтный радиометрический геологический Геолого-экологические исследования включают геоэкологическое картирование и геоэкологический...
-
Заключение, Список использованной литературы - Анализ геологической карты
Данная курсовая работа позволила закрепить полученные знания в ходе изучения курса "Структурная геология". В ходе выполнения работы была достигнута...
-
Объектом исследования является бассейн реки Клязьма (рис.8). Рис. 8 Районы исследования Рельеф изучаемой территории представлен низменностями и...
-
В продолжение приема необходимо непрерывно наблюдать как базовой, так и подвижной станциями не менее 4 спутников одновременно; при применении...
-
Перед выездом на пункты наблюдений необходимо проверить комплектность каждой станции, работоспособность отдельных компонентов. Механические узлы станций...
-
Сканеры: оптико-механические (сканирующее устройство - быстрокачающееся зеркало, которое, просматривая местность поперек движения носителя, посылает...
-
Одним из этапов подготовки к проведению спутниковых определений является прогнозирование спутникового созвездия. Цель его - определение дат, моментов и...
-
Для реализации относительных спутниковых определений используют два или более приемников, один из которых является базовой станцией, а другие -...
-
Сущность спутниковой технологии развития ОГС и съемки ситуации и рельефа состоит в использовании глобальной навигационной спутниковой системы и системы...
-
Для определения координат потребителя необходимо знать координаты спутников (не менее 4) и дальность от потребителя до каждого видимого спутника. Для...
-
Спутник ГЛОНАСС (см. рисунок 5) конструктивно состоит из цилиндрического гермоконтейнера с приборным блоком, рамы антенно-фидерных устройств, приборов...
-
Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и...
-
Сложная структура сигнала, передаваемого от ИСЗ к приемнику, обусловила многообразие способов его обработки и наблюдений. Кодовые наблюдения реализуются...
-
Объекты исследования Для выбора объекта исследования были изучены картографические материалы, космические снимки с целью нахождения наиболее характерного...
-
Исходное сырье и материалы, методы исследований и анализа В работе использованы химический, рентгенофазовый, микроскопический, термогравиметрический...
-
Геологическая модель базируется на использовании всей имеющейся по месторождению сейсмической, геофизической, промысловой, петрофизической информации, а...
-
Используемая литература - Методы изучения техногенных изменений природных ресурсов
1. Андросова Н. К. Геоэкологическое картирование. Рабочая про-грамма, методические указания и задания на контрольные и курсовые работы для студентов...
-
К природным факторам защищенности грунтовых вод относятся глубина залегания грунтовых вод и наличие водоупорных пород, играющих роль...
Метод "молекулярных часов" - Методы исследований, используемые в современной геологической науке