Джон Кэлхун - Вселенная-25

[VPolevoj]

Как бы мне не хотелось, но наверное надо рассмотреть и самый последний эксперимент Джона Кэлхуна - "Вселенная-25". (Кстати, во многих статьях про этот эксперимент часто делают приписку, что, мол, почему - 25?, а потому, дескать, что это был уже 25-й подобный эксперимент, и что ВСЕ они закончились тем же самым. Но это, во-первых, нигде не подтверждалось, хотя и не опровергалось, а во-вторых, сам этот эксперимент длился почти 4 года, и если предположить, что до него были поставлены еще 24 подобных эксперимента, то ... на их проведение потребовалось бы 100 лет (4*25=100 лет), что мне кажется невероятным, даже если их ставить и проводить параллельно. Скорее всего, 25-м этот эксперимент был по порядку, в числе всех остальных экспериментов Джона Кэлхуна, считая и те, которые не попали на страницы печатной прессы.)

Итак, что же он сделал (и чего задумывал, если получится это выявить) в этом своем эксперименте. Один ящик (2,5х2,5 м), внутри по стенкам размещались 256 ящичков, которые играли роль гнезд, и каждый из них был рассчитан на проживание 15 мышей (как он думал). В этот загон ("рай") были помещены 4 пары мышей в детородном возрасте. Как обычно, мыши были обеспечены неограниченным количеством еды и воды.

Результат: все умерли (после 4-х лет эксперимента).

В самый пик размножения поголовье мышей удваивалось каждые 55 дней (это для нас будет ориентир).

В процессе этого эксперимента в популяции сначала возникли, а затем расцвели пышным цветом различные девиации: индивидуализм, нарциссизм, агрессия, отказ от продолжения рода, и пр. Которые и привели в конечном счете к вырождению всей популяции.

==========================
Предварительные оценки.

Мы, опираясь на наши современные знания и представления, понимаем, что Кэлхун в этом своем эксперименте нарушил ВСЕ (или почти все) правила нормального содержания животных (не знаю пока, намеренно он это сделал или по незнанию).

Так как, для нормальной и полноценной жизни крысиной или мышиной семьи (а рассматривать нужно именно семью, так как мы хотим добиться от них размножения) нужно свободное пространство. А его Кэлхун не просто не дал мышам, а - целенаправленно убрал, причем, полностью, до нуля. А, как мы сейчас все уже знаем, скученность - это сильнейший стрессогенный фактор, который зачастую - ОДИН - перевешивает все остальные.

Второе. Всем интеллектуально развитым животным нужно "развлекаться", то есть, бегать, исследовать пространство, решать задачи, бороться с трудностями и пр. А для этого в условиях искусственного содержания специально создаются возможности для этого рода поведения, иначе скука, и следующие за этой скукой девиации - неизбежны.

Третье. Есть такое понятие, как предельная численность популяции (которая оценивается примерно в 50 особей), когда процессы вырождения из-за близкородственных скрещиваний еще не сказываются на шансах выживания всей этой популяции. А сколько половозрелых мышей поместил в установку Джон Кэлхун? Четыре пары! То есть, всего 8 мышей, которые и породили в итоге всю эту ораву (около 2000 особей в период максимальной численности популяции). И скажите пожалуйста, можно ли сбрасывать со счетов в таком случае, самое банальное вырождение? Кто-нибудь это учёл?

То есть, даже при самом беглом, самом поверхностном взгляде, видно, что этот эксперимент изначально был обречен на "неудачу", если конечно, это не было так задумано. И если рассматривать эксперименты Джона Кэлхуна не по отдельности, а как логически завершенную последовательность, то я прихожу к выводу, что он сознательно привел этот свой эксперимент к закономерному результату. То есть, он получил именно то, что хотел.

===================
А теперь оценка и кое-какой анализ полученных в его эксперименте результатов.

Девиации.

В его эксперименте прежде всего привлекают внимание самые разнообразные девиации, которые возникают у его подопытных мышей на разных стадиях эксперимента. Но подобные отклонения от нормы мы зачастую видим и у человека (и в том числе - у животных в зоопарках, у которых тоже ненормальные условия содержания).

Сами эти девиации я рассматривать не буду, думаю, что все они так или иначе относятся к факторам ограничивающим размножение. То есть, подводятся под общий знаменатель. А частности меня не волнуют.

Причина возникновения этих девиаций.

Как я уже писал - первая и самая основная причина для возникновения отклонений - это скученность. Плотность населения считается основным регулирующим рождаемость фактором. И она же - самый сильный раздражающий стимул для возникновения стресса (что и приводит в конечном счете к снижению потенции).

Второй причиной является скука. Информационная бедность окружающей обстановки действует не хуже скученности в плане причины для возникновения стресса, и в такой обстановке любое живое существо ищет чем бы себя занять, что и приводит либо к агрессии, либо к самолюбованию (занятию собой).

Избыток еды и воды, как это ни странно, тоже является одним из факторов приводящим к вырождению популяции. В условиях, когда нет необходимости к борьбе за выживание, все полезные навыки и генетические мутации, способствующие этому самому выживанию, атрофируются (отсеиваются как ненужные из поколения в поколение).

Добавьте к этому фактор вырождения.
http://nature.air.ru/biodiversity/book1_3.html
За 10 поколений генетическая изменчивость уменьшается на 40% при размере популяции 10 особей, 65% при популяции, состоящей из 5 особей и 95% при величине равной 2.

За 10 поколений! А сколько поколений прошло в этом эксперименте Джона Кэлхуна?

Вот тут нам и пригодится факт удвоения популяции за 55 дней. Период полового созревания мышей составляет 28-50 дней от рождения. Беременность длится от 17 до 24 дней. В среднем, будем считать 55 дней, как это было в опытах Кэлхуна.

Весь его эксперимент длился около 1500 дней, что в пересчете на "поколения" дает нам примерно 27 поколений (чуть больше или чуть меньше - это не важно, так как вырождение начинает сказываться уже на 10-м поколении).

То есть, один только неучтенный в его эксперименте фактор вырождения за счет ограниченного количества особей первоначально посаженных в установку, способен ОДИН дать те результаты, которые он в итоге получил, то есть, и девиации, и вырождение, и смерть всей популяции в конце.

Добавьте к этому фактору скученность, отсутствие необходимости борьбы за жизнь и невозможность "развлекаться" - и вы получите то, что и было запланировано, как я думаю, самим Джоном Кэлхуном.

[неэтолог]

Весь его эксперимент длился около 1500 дней, что в пересчете на "поколения" дает нам примерно 27 поколений (чуть больше или чуть меньше

Версия.
Джон Колхаун (так легче запомнить и выговорить с детства знакомое из "Встадника без головы", главный отрицательный герой - Касси Колхаун) выбрал число 25 по количеству поколений способных продержаться в раю.

Красиво звучит и легко воспринимается - двадцать пять поколений и кирдык. Своего рода "число Колхауна" для мышиного рая.

[VPolevoj]

Сообщение от неэтолог

Версия.
Джон Колхаун (так легче запомнить и выговорить с детства знакомое из "Встадника без головы", главный отрицательный герой - Касси Колхаун) выбрал число 25 по количеству поколений способных продержаться в раю.

Красиво звучит и легко воспринимается - двадцать пять поколений и кирдык. Своего рода "число Колхауна" для мышиного рая.

В качестве гипотезы - годится вполне.

Тем более, что я, как ни старался, не смог представить себе еще 24 эксперимента, которые бы предшествовали этому - последнему, ну не укладывается эта последовательность в те сроки, которые были ему отпущены. Между рассматриваемыми нами тремя экспериментами, я вполне допускаю, что были еще какие-нибудь, прикидочные, или промежуточные эксперименты, но их никак не может быть 24. Ну - 5, ну - 6, 10 - в конце концов, да и то, для проведения этих промежуточных экспериментов тоже ведь нужно время, а его не было.

Так что, цифра "25" в этом эксперименте, скорее всего означала нечто другое (и твоя версия имеет полное право на существование).

===================
Правда, тут возникает другой вопрос.

В первом его эксперименте, где на площади почти 1000 м2 жили и размножались 150 крыс (12-13 семей), никаких девиаций он не наблюдал, да и вырождения у них тоже не было. Хотя, как я уже писал, он завершил этот свой эксперимент, не доведя его до логического конца, не посмотрев, что станет с этими крысами спустя 25 поколений (или хотя бы влияние на их популяцию 12-летних солнечных циклов). То есть, как только он увидел, что их численность стабилизировалась, это его почему-то не устроило, и он прервал свой эксперимент. Значит, он хотел получить нечто иное. А что именно - мы видим в результатах его последующих экспериментов (я, во всяком случае, именно так это всё воспринимаю).

Меня же волнует вот что.

Почему в некоторых случаях, при одной и той же ограниченной начальной численности особей в популяции, происходит закономерное вырождение, а в других случаях - этого не происходит? Так, к примеру, исследовали генетическое разнообразие одной из островных популяций мамонтов (которые на этом острове дожили почти до наших дней), и с удивлением обнаружили, что несмотря на малую их численность и изолированность, их генетическое разнообразие было на высоте и позволяло их популяции не вырождаться. Примерно такая же картина складывается, например, у бушменов (и т.д.), когда, вроде бы, сама жизнь способствует вырождению (малая популяция, близкородственные связи, изолированность и т.д.), а генетические анализы показывают значительное разнообразие их генетического материала, вполне достаточное для выживания их популяции.

И в то же время, скажем, у правящей верхушки в Европе, даже при возможности пополнения генофонда извне, вполне явственно проявляются признаки вырождения.

Так что, с учетом этих, еще невыясненных факторов, мы должны по-разному оценивать эксперименты Джона Кэлхуна, когда он создал крысам (изолированной популяции) почти естественные условия, и когда потомство всего 4-х пар мышей он запер в ящике 2,5х2,5 м2 (искусственные и стесненные условия).

Дело в том, что в первом эксперименте, как мне правильно возразил неэтолог, "крысы могли копать". То есть, там на их жизнь влияли и вполне естественные факторы, скажем, день и ночь, дождь, снег, ветер, к ним могли залетать птицы (в том числе хищные), попадать насекомые, другие животные (и чужие крысы, по всей видимости, тоже - а это разнообразит генофонд), а лишние крысы могли изгоняться наружу, а не только внутрь вольера, и т.д.

Другими словами, несмотря на фактор "изолированности" и на "бесконечную" еду и питье, у них были поводы и "развлекаться" и побороться за свою жизнь. То есть, отбор в их популяции шел самый настоящий "естественный", как и положено. А это значит, что вырождения у них могло и не быть, даже спустя 25 поколений (мамонты нам об этом косвенно свидетельствуют).

А вот мыши - те да, вполне вероятно, что они попросту выродились, только и всего: 25-и поколений, во всяком случае, для этого вполне должно было хватить.

[неэтолог]

Возможно, ключевое слово "мутации".......

В естественных условиях мутациям трудно закрепиться, они быстро отбраковываются.
В относительно естественных условиях (мамонто-бушменских) мутации могут достаточно быстро накапливаться не отбраковываясь, что в итоге приводит к большому генетическому разнообразию.
И даже близко-родственные браки уже не столь пагубны для потомства.

При этом, несколько "спящих" мутаций встретившихся с новыми мутациями могут даже давать полезные свойства, и таким образом эволюция продолжается, а не удивительным образом держится без видимой деградации, как нам это представляется.

По меньшей мере так мне объяснили на опытах с бактериями длящимися уже десятки лет с каким-то неимоверно большим числом поколений с начала опытов.
Там понт в том, что каждые десять (условно, может быть сто, не помню) поколений некоторое количество бактерий исследуется, фиксируются мутации и это поколение замораживается.

Затем, оно "выпускается" через некоторое время на волю и вновь начинает полноценную жизнь, то бишь, ловит новые мутации.

И вот что оказалось, иногда случается, что те у кого была "спящая" мутация при сочетании со свежей мутацией приобретали новые полезные для себя качества. А те у кого не было "спящей" мутации, ничего не приобретали для себя поймав свежую мутацию.

То бишь, соль именно в сочетании двух и более мутаций.
Так вот в естественных условиях необходимы миллионы лет на то, чтобы случилось поймать одну мутацию, не вымереть вместе с ней и затем поймать другую мутацию, а эти две вместе приносят пользу.

А относительно естественных условиях поймать две мутации которые принесут пользу можно за гораздо меньшее время.

[Jabuty]

Коллеги!
Спасибо за тему и обсуждение! Исключительно интересно!

Читается, как детектив.

У меня возникла шальная мысль, что число Данбара 150 - 200 коррелирует с эффективным размером популяции (Ne) участвующей в размножении.

И еще интересно про бактерий да и тему инбридинга в близкородственных связях хотелось бы проанализировать конкретнее. Это не только связано с вопросом справедливости табу в человеческом социуме, но и с процессом эволюции, приобретением сапиенсами тех или иных полезных адаптаций, скажем в момент обретения речевых способностей. Инцестные "мутации" - влияли ли они на такие процессы?

Считаю тему достойной для обсуждения в разделе "эволюция", а не в "псевдоэтологии".

[Иван]

Сообщение от VPolevoj

То есть, один только неучтенный в его эксперименте фактор вырождения за счет ограниченного количества особей первоначально посаженных в установку, способен ОДИН дать те результаты, которые он в итоге получил, то есть, и девиации, и вырождение, и смерть всей популяции в конце.

Есть много примеров заселения млекопитающими островов. При этом нет никакого вырождения. Сколько экземпляров первоначально попадает на остров? Когда как. Но может быть и не больше 5-10.
Это к тому, что фактор вырождения, наверное, сильно действует только вкупе с другими факторами, как Вы верно отметили, "когда нет необходимости к борьбе за выживание".

[VPolevoj]

Сообщение от Jabuty

У меня возникла шальная мысль, что число Данбара 150 - 200 коррелирует с эффективным размером популяции (Ne) участвующей в размножении.

И еще интересно про бактерий да и тему инбридинга в близкородственных связях хотелось бы проанализировать конкретнее. Это не только связано с вопросом справедливости табу в человеческом социуме, но и с процессом эволюции, приобретением сапиенсами тех или иных полезных адаптаций, скажем в момент обретения речевых способностей.

Инцестные "мутации" - влияли ли они на такие процессы?

Jabuty, ты затронул сразу целую кучу вопросов, да таких, что отдельной темы, боюсь, будет для них мало.
Так как наших знаний в этих областях явно не хватает, а гадать "на кофейной гуще", честное слово, не хочется.

И все же, я попробую ответить, хотя бы начерно.

Число Данбара определяется как предельная численность социальной группы, и задается для каждого вида животных своё (так, для вида человек оно равно 150-200). Зависит оно, скорее всего (как это и предполагал сам Данбар), от способности мозга запоминать своих соплеменников "в лицо", то есть, от развитости мозга и объемов памяти каждого индивида. Отсюда, и видовые отличия в этом числе у разных животных.

Про бактерий (эксперимент, о котором упоминал неэтолог) - поищи в сети (мне сейчас лень искать). Этот эксперимент длится уже (по-моему) больше 20-25 лет, когда один штамм бактерий содержат в одних и тех же условиях (по-моему, в сложных, изначально не приспособленных для их выживания), и каждые 1000 поколений (вроде бы) делают отбор их части и замораживают (для исследований и будущих опытов). Этот эксперимент показал, в частности, что процессы эволюции (изменчивости и приспособления к сложившимся условиям) не останавливаются даже спустя нескольких миллионов поколений - они продолжаются и продолжаются.

Тема инбридинга, думаю, да, интересна. Тем более, что, как уже сказал неэтолог, эти процессы могут играть существенную роль не только в деле вырождения, но и в случаях приобретения новых полезных качеств.

Отсюда следует и вопрос справедливости табу на близкородственные связи. Но, как наверное ты уже и сам понимаешь, это табу возникло не на пустом месте (если бы оно было так полезно, как нам кажется). Хотя, и селекционеры это прекрасно знают, для выведения нового сорта или породы не просто приходится, а подчас порой необходимо использовать близкородственные скрещивания, иначе тот или иной признак не закрепить. Но "полезных" случаев при таком скрещивании случается на порядок, а то и на два, меньше, чем "вредных". Стоит ли овчинка выделки? Да и в случае "полезных" благоприобретений потом долго приходится бороться с последствиями вырождения - понемногу подливая "свежую кровь" в полученную "чистую линию", иначе, хоть и красиво, но - недолговечно.

Но все меняется, по всей видимости, когда за дело берётся ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР.

[VPolevoj]

Сообщение от Иван

Есть много примеров заселения млекопитающими островов. При этом нет никакого вырождения. Сколько экземпляров первоначально попадает на остров? Когда как. Но может быть и не больше 5-10.

Это к тому, что фактор вырождения, наверное, сильно действует только вкупе с другими факторами, как Вы верно отметили, "когда нет необходимости к борьбе за выживание".

Вот-вот.

Мало того, что небольшое начальное количество особей, которые первоначально заселили этот остров, не выродилось, так они еще ухитряются дать ответвления.

Вспомните, на каком фактическом материале построил свою теорию Ч.Дарвин - на галапагосских вьюрках. И все они, по всей видимости, были потомками небольшого числа переселенцев, попавших на эти острова, скорее всего, случайно (так как последующего заселения не было).

[Иван]

Сообщение от VPolevoj

Но все меняется, по всей видимости, когда за дело берётся ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР.

Еще бы знать, откуда у естественного отбора такие сверхспособности.

[VPolevoj]

Есть такое понятие "Митохондриальная Ева", которое означает, что всё современное человечество является потомками одной-единственной женщины (хотя и условной), так как митохондриальная ДНК передается практически без изменений от матери к дочери, и только по женской линии.

Аналогичное понятие есть и по мужской линии: "Y-хромосомный Адам". Так как, Y-хромосома передается только от отца к сыну.

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/660005

А так же есть понятие "бутылочного горлышка" - периода в истории человечества, когда популяция сократилась до критически значимого количества особей (кто как оценивает - от 30 000 до минимально 2 000 человек).


Так что, мы сами, в каком-то смысле, точно такие же мыши (или крысы - это смотря с какой стороны посмотреть) в опытах Кэлхуна. Во всяком случае, нам удалось из небольшого исходного числа особей породить довольно-таки большое разнообразие собственных "видов и подвидов", я имею, конечно же, ввиду, не видов, а - рас. Вид у нас у всех один - Homo sapiens sapiens.