Возможные биологические основы «Глобального кризиса»

Содержание

Слайд 2

Биологические основы «Глобального кризиса»

Биологические основы «Глобального кризиса»

Слайд 3

Science 4 November 1960: Vol. 132. no. 3436, pp. 1291 - 1295

Судный

Science 4 November 1960: Vol. 132. no. 3436, pp. 1291 - 1295
день: пятница, 13 ноября, 2026.
К этой дате численность человечества станет бесконечной, если темпы его роста будут такими же, как за последние 2 тысячелетия

Слайд 4

Система как целое становится крайне нестабильной вблизи критической точки to соответствующего параметра.

Система как целое становится крайне нестабильной вблизи критической точки to соответствующего параметра.
Эти сингулярности служат индикаторами того, что следует ожидать нарушения в том или ином виде структуры системы.
Von Foester, 1961

Годы от Р.Х.

N = C / (2025-T) миллиардов, где T – текущее время, C – константа (186 чел.*лет)

Слайд 5

«Наши правнуки погибнут не от голода, а от давки»
(шутка von Foester )

«Наши правнуки погибнут не от голода, а от давки» (шутка von Foester )

Слайд 6

Как может идти прирост биомассы
Линейный рост: М=kt
Экспоненциальный закон: М=ket
Степенной закон: M=ktn
Гиперболический закон:

Как может идти прирост биомассы Линейный рост: М=kt Экспоненциальный закон: М=ket Степенной
M=k/(tmax – t)

Слайд 7

Модель конкурентной борьбы многих игроков с (почти) нулевой суммой недействительна для системы

Модель конкурентной борьбы многих игроков с (почти) нулевой суммой недействительна для системы
с взаимосвязями, которые позволяют («игрокам») образовывать коалиции, в которых элементы становятся столь сильно взаимосвязаны, что популяция в целом может рассматриваться, как индивидуум, играющий с единственным противником – природой.

H. von Foester

“…

…”

Coherence?

Когерентность?

Слайд 8

Нынешний гиперболический закон увеличения народонаселения всего земного шара (который действует по крайней

Нынешний гиперболический закон увеличения народонаселения всего земного шара (который действует по крайней
мере несколько сот лет) обусловлен не столько биологическими, сколько социальными факторами.
И.С. Шкловский, 1980
.
В силу особенностей развития человека и человечества, его особого пути, не следует переносить примеры из остального животного мира и биоценозов на случай человека, развитие которого подчинено совершенно другим физическим, биологическим и социальным закономерностям.
С.П. Капица, 1999
…мы подходим к принципиальному различию между животными и человеком … Животные могут использовать лишь те схемы коллективного поведения, которые заложены в них генетически, на уровне инстинктов, тогда как люди способны вырабатывать новые способы совместных действий по мере роста своей численности.
 А.В. Подлазов, 2000

Но есть ли в биологии примеры роста по гиперболическому закону?

Слайд 9

Время в млн. лет до настоящего времени.

А. В. Марков, А. В.

Время в млн. лет до настоящего времени. А. В. Марков, А. В.
Коротаев, Динамика разнообразия фанерозойских морских животных соответствует модели гиперболического роста
Журнал Общей Биологии. 2007. №1. С. 1-12.
Nt = 186953/(38 — t)

Число родов.

Слайд 10

Рост популяции лейкоцитов в крови онкологических больных после пересадки им аутологичного трансплантанта

Рост популяции лейкоцитов в крови онкологических больных после пересадки им аутологичного трансплантанта
гематопоэтических стволовых клеток идет по гиперболическому закону

Слайд 12

Гиперболические законы скоростей роста компонентов и фаговых частиц Qβ при заражении фагом

Гиперболические законы скоростей роста компонентов и фаговых частиц Qβ при заражении фагом
E. coli

Eigen M. PNAS 2002;99:13374-13376

©2002 by National Academy of Sciences

Ордината – скорость синтеза белков фага (красная линия), голубые линии – РНК фага, зеленая линия – полноценные фаговые частицы.

Слайд 13

Численность вида животных в зависимости от массы индивидуумов

Если человек не выделился бы

Численность вида животных в зависимости от массы индивидуумов Если человек не выделился
из всего природного животного мира, то его численность была бы порядка 100 тыс.

Чем человек отличается от животных?

Слайд 14

Физиологическое отличие людей от всех других животных

Константа Рубнера Ru=Zmax*q(O2)
Zmax – Продолжительность жизни

Физиологическое отличие людей от всех других животных Константа Рубнера Ru=Zmax*q(O2) Zmax –
(годы),
q(O2) – интенсивность потребления кислорода (мВт/г средней массы)

Слайд 15

Изменение числа нервных клеток в ходе эволюции

Физиологическое отличие человека от животных:
Константа

Изменение числа нервных клеток в ходе эволюции Физиологическое отличие человека от животных:
Рубнера (в 5-10 раз больше),
Биоэнергетика мозга: Отношение скорости потребления кислорода мозгом человека к скорости потребления кислорода телом в 2,3 раза больше, чем у приматов

Слайд 16

Организм человека генерирует больше свободной энергии, чем ему необходимо для выживания

Организм человека генерирует больше свободной энергии, чем ему необходимо для выживания как
как представителю биологического вида Homo
Этот избыток энергии может использоваться для реализации активности, направленной на изобретение «жизне-сберегающих технологий».
Основная жизне-сберегающая технология овладение огнем – появление возможности преобразовывать потенциальную энергию природных ресурсов в свободную энергию.
Появление человека в ходе эволюции – фазовый переход от биологической эволюции – биоэнергетического прогресса, развивавшегося по гиперболическому закону,
к АНТРОПО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОГРЕССУ, который можно оценить по увеличению количества и качества энергии, преобразуемой людьми в СВОБОДНУЮ энергию

Слайд 17

«Сulture evolves as the amount of energy harnessed per captia per year

«Сulture evolves as the amount of energy harnessed per captia per year
is increased, or as the efficiency of the instrumental means of putting the energy to work is increased"
Leslie White (1900-1975)

«Культура развивается, когда растет количество энергии, используемой на душу населения в год, или же когда растет эффективность инструментальных способов превращения энергии в работу"
Leslie White (1900-1975)

Слайд 18

Рост населения мира и потребление энергии, 1850-1990 гг.
(John P. Holdren, "Population and

Рост населения мира и потребление энергии, 1850-1990 гг. (John P. Holdren, "Population
the Energy Problem," Population and Environment, Vol.12, No.3, 1991,. pp.231-255. )
E~N2
С 1850 г. относительный рост потребления энергии был в два раза выше, чем относительный рост населения мира
С 1850 до 1990 г., мировое производство энергии выросло в 17 раз, а население -- в 4,3 раза.

Слайд 19

Зависимость роста свободной энергии, располагаемой человечеством, от числа людей

Рост энергетического потенциала человека

Зависимость роста свободной энергии, располагаемой человечеством, от числа людей Рост энергетического потенциала

E~N х е
N – число людей
е -- энергообеспеченность на душу населения

Слайд 20

Мировой демографический переход (1960-2000 г.)
1 – абсолютный прирост населения, осредненный за

Мировой демографический переход (1960-2000 г.) 1 – абсолютный прирост населения, осредненный за
декаду, млн.
2 – относительный прирост % в год.
По С.П.Капице

Слайд 21

Что же нас ждет: ГАРМОНИЯ или ХАОС?

АртурАртур Брагинский. Гармония и Хаос

Что же нас ждет: ГАРМОНИЯ или ХАОС? АртурАртур Брагинский. Гармония и Хаос

Слайд 22

Линейный рост: М=kt
Экспоненциальный закон: М=ket
Степенной (Аллометрический) закон: M=ktn
Гиперболический закон: M=k/(tmax – t)

Линейный рост: М=kt Экспоненциальный закон: М=ket Степенной (Аллометрический) закон: M=ktn Гиперболический закон: M=k/(tmax – t)

Слайд 23

Для характеристики эволюционного прогресса Э.Бауэр ввел энергетический показатель – константу Рубнера
k=t*q(O2)
t –

Для характеристики эволюционного прогресса Э.Бауэр ввел энергетический показатель – константу Рубнера k=t*q(O2)
продолжительность жизни (дни),
q(O2) – интенсивность потребления кислорода (кал/кг массы/день)

Слайд 24

Изменение сопоставимого стандартного обмена в процессе биологической эволюции в разных группах животных: 1

Изменение сопоставимого стандартного обмена в процессе биологической эволюции в разных группах животных:
- Coelenterata; 2 - Crustacea; 3 - Mollusca;
4 - Teleostei; 5 - Amphibia; 6 - Insecta; 7 - Reptilia; 8 - Mammalia; 9 - Aves; 10 – Passeriformes
А.И. Зотин, А.А. Зотин.
Направление, скорость и механизмы прогрессивной эволюции,
М. «Наука», 1999

Энергетический прогресс в эволюции идет по аллометрическому закону роста
y = 16203x-1.5
R2 = 0.94

Слайд 25

Taeniopygia guttata (зяблик), b=1.98, Gallus domesticus (домашняя курица) b=3.25, Anas strepera (gadwall),

Taeniopygia guttata (зяблик), b=1.98, Gallus domesticus (домашняя курица) b=3.25, Anas strepera (gadwall),
b=4.47.
Robert E. Ricklefs. Embryo development and ageing in birds and mammals.
Proc. R. Soc. B (2006) 273, 2077–2082

Рост массы эмбриона соответствует степенной функции
W=atb
(И.И. Шмальгаузен,1927)

Слайд 26

При росте эмбриона (живой системы) по степенному закону W=atb
все его части растут

При росте эмбриона (живой системы) по степенному закону W=atb все его части
пропорционально логарифмам размеров друг друга и логарифму массы всей системы (гармонично) – аллометрический закон роста
(J. Huxley, 1927, И. Шмальгаузен, 1927)

Краб – скрипач (Fiddler crab)

Слайд 27

Росту эмбрионов животных и человека по степенному закону W=atb
предшествует «лаг-фаза» (у человека

Росту эмбрионов животных и человека по степенному закону W=atb предшествует «лаг-фаза» (у
– самая длительная).
Во время лаг-фазы идет дробление яйцеклетки без заметного увеличения массы, а затем – стремительный набор массы с выходом на степенной закон роста.

микрограмм

микрограммы!

Гиперболический закон?

Слайд 28

Был ли гиперболический рост человечества лишь первой фазой человеческой истории?

Можно ли

Был ли гиперболический рост человечества лишь первой фазой человеческой истории? Можно ли
ожидать перехода на новую стадию роста, подчиняющуюся степенному закону???

Слайд 29

Что же нас ждет:
ГАРМОНИЯ – смена гиперболического закона роста на степенной

Что же нас ждет: ГАРМОНИЯ – смена гиперболического закона роста на степенной
закон роста и развития?
или
ХАОС – деградация человечества?

?

Имя файла: Возможные-биологические-основы-«Глобального-кризиса».pptx
Количество просмотров: 147
Количество скачиваний: 0