Обитаемая планета вокруг красного карлика?

[Андрей Курилов]

А если говорить о каком-то радикальном ускорении, то нужно конкретно разбирать, какой же этап эволюции можно пройти быстрее.

Вот это и следует вам сделать, прежде чем пытаться что-то утверждать. Вопросы будут и в случае 4.5 млрд. лет - "на каком основании это распространяётся на всю остальную вселенную".

[Alex Control]

Вот это и следует вам сделать, прежде чем пытаться что-то утверждать. Вопросы будут и в случае 4.5 млрд. лет - "на каком основании это распространяётся на всю остальную вселенную".

Мы знаем, что это справедливо для Земли. Почему мы не можем предполагать, что и для других мест это будет справедливо? Все сходные процессы в сходных условиях у нас происходя одинаково по умолчанию. Доказывать нужно обратное.

[Константин ВАРБ]

А если говорить о каком-то радикальном ускорении, то нужно конкретно разбирать, какой же этап эволюции можно пройти быстрее.

В принципе во многих темах раздела и этой теме это обсуждалось, поэтому кратко, основные выводы с которыми большинство согласно:
1) Жизнь должна преобразовывать планету и встраиваясь в геохимические циклы.

То есть первичной пищи должно быть достаточно, но столько чтобы в приемлемых для жизни условиях её перерабатывать за определённый промежуток времени.

2) Жизни нужна энергия и оборот вещества, то есть активная геология.

3) При переходе на фотосинтез и создание кислородной атмосферы, требуется окислить поверхностные породы. Следовательно нужен достаточный поток света. КК - всё же достаточен.

[Андрей Курилов]

1) Жизнь должна преобразовывать планету и встраиваясь в геохимические циклы.

Кому должна?

Все сходные процессы в сходных условиях у нас происходя одинаково по умолчанию. Доказывать нужно обратное.

Неверно. Сходство процессов и условий здесь как-то неочевидно. По умолчанию.

[Alex Control]

То есть всё дело во влиянии химического состава планеты на развитие докислородной жизни? Ок, то есть для изменения скорости эволюции нужно чтобы химический состав был сильно другой. Если химия приблизительно такая же, то и  эволюция на начальных этапах будет происходить  с одинаковой скоростью.
Кстати, против теории, что Солнце - далеко не лучшая звезда для зарождения жизни хорошо влияют только аргументы в пользу возможности более быстрой эволюции. Если  эволюция в среднем идёт медленнее, то это только отодвигает Солнце ближе к краю слишком короткоживущих звёзд.

[Константин ВАРБ]

Кому должна?

Это очень глупая фишка, которая прежде всего свидетельствует о незнании славянской грамматики и полузнаменательном употреблении глаголов как модальных.
-----------------------------------------------------------------------------------------
Свойство Жизни такое - обмен веществ.

[Константин ВАРБ]

Если  эволюция в среднем идёт медленнее, то это только отодвигает Солнце ближе к краю слишком короткоживущих звёзд.

В идеале для земной жизни планета чуть побольше земли 1,2 - 2,5 раза, тем более в случае КК.
В принципе будь наша Земля по-массивней и с несколько большей тектоникой, эволюция даже земная  шла бы быстрее.

[Андрей Курилов]

Не, меня просто умиляют эти мудрствования насчёт того что и как должно быть там, где-то далеко. И ни малейшего подкрепления гаданий хоть какими-то обоснованиями. Просто праздник какой-то.

[Константин ВАРБ]

Не, меня просто умиляют эти мудрствования насчёт того что и как должно быть там, где-то далеко.

В этой теме и ссылок, и расчётов масса.
Кто-то даже практический эксперимент ставил: земные растения к условиям КК районировал.   

[Alex Control]

Ну, то, что в тех же условиях происходит одно и то же хоть тут рядышком хоть где-то ещё, пока нет каких-то дополнительных факторов - это одна из основ познания мира. Если мы какую-то  закономерность установили здесь, то она выполняется везде.

[Андрей Курилов]

Если мы какую-то  закономерность установили здесь, то она выполняется везде.

Наука, к сожалению, не в курсе ваших открытий в формальной логике.

[Константин ВАРБ]

Долго но по сути:
"Обратимся теперь к популяционному механизму эволюционной устойчивости. Этот механизм - избыточная (резервная) плотность популяции, вызывающая повышение смертности и (или) снижение плодовитости по зависимым от плотности факторам, влияющим на численность популяции (Van Valen, 1976). Популяционная устойчивость универсальна, поскольку снижение избыточной плотности одинаково компенсирует снижение средней выживаемости независимо от того, чем это снижение вызвано. Однако объем резервной плотности ограничен, так как повышение плотности популяции невозможно за пределы емкости пространства ресурсов, а "срабатывание" избыточной плотности возможно лишь до определенного уровня, ниже которого выживание разреженной популяции становится проблематичным.

Значение резерва избыточной плотности популяций для эволюции демонстрирует описанный С.В. Мейеном (1987а) эффект фитоспрединга, согласно которому новые таксоны высокого ранга возникают в экваториальной зоне, с климатическими колебаниями проникают в более высокие широты и частью, адаптируясь, задерживаются там (сходные мысли ранее высказывал Дарлингтон, 1966; обобщение этой модели предложил Eskov, 2002, но сейчас это нам не столь важно). Для объяснения фитоспрединга я предположил (Расницын, 1989г), что дело здесь именно в резервной плотности популяций. Действительно, условия жизни и суммарное давление на популяцию в разных местах на Земле (кроме островных условий) не может существенно и устойчиво различаться: миграции и эволюция этого не допустят и все "свободные" места будут быстро (в эволюционном масштабе времени) заполненены. Но по крайней мере абиотические условия в несезонном климате в целим мягче, чем в сезонном, и эта разница должна быть компенсирована большей напряженностью биотических и прежде всего конкурентных отношений, включая и внутривидовых, что соответствует повышению резервной плотности популяции. При прочих равных это делает возможными более глубокие эволюционные изменения в тропиках по сравнению с умененным и холодным климатом.

Для нашей проблемы, однако, важно другое - имеется ли корреляция между объемом резервной плотности популяции и уровнем организации. Прямое численное сравнение избыточной плотности, скажем, у бактерий и млекопитающих кажется рискованным, и мы снова изберем обходной путь анализа факторов, влияющих на эту плотность и одновременно зависящих от эволюционного уровня. Объем избыточной плотности в целом определяется положением порогов устойчивой плотности - нижнего, за которым популяция вымирает из-за слабости необходимого для выживания взаимодействия особей, и верхнего, превышение которого невозможно из-за ограниченности ресурсов.

Верхний порог устойчивой плотности в конечном счете определяется величиной доступного популяции потока энергии, который она может использовать в обеспечение ее существования. При постоянстве этого потока верхний порог устойчивой плотности зависит от энергетических потребностей особи (поскольку обсуждаемые ниже факторы, влияющие на нижний порог устойчивой плотности, зависят от плотности особей, а не их суммарной биомассы, то и здесь приходится оперировать тем же показателем). Энергетические же потребности особи быстро растут с повышением организации, во-первых, из-за в среднем более крупных размеров высших организмов, во-вторых, за счет дополнительных затрат на автономизацию, о которых уже говорилось. Таким образом, рост энергозатрат особи с повышением уровня ее организации, и соответствующее снижение верхнего порога устойчивой плотности популяции должны расти весьма быстро.

Нижний порог устойчивой плотности возникает (или повышается), например, с появлением полового процесса, точнее, связан с необходимостью встречи двух особей, причем не любых двух, для успешного размножения. Сходный эффект дают и адаптации кондиционирования среды (ее изменения в благоприятном направлении деятельностью группы особей). Первый фактор явственно, хотя и не жестко связан с высотой организации (партеногенез и бесполое размножение наблюдаются и в довольно продвинутых группах организмов), для второго такая связь не очевидна, но допустима, поскольку высокая организация благоприятствует развитию более эффективных форм взаимодействия. В итоге можно предположить, что повышение организации сопряжено с определенным повышением нижнего порога устойчивой плотности популяции и, следовательно, с некоторым снижением устойчивости к неблагоприятным воздействиям. С учетом же сильной зависимости верхнего порога от высоты организации можно с уверенностью заключить, что объем резервной плотности популяции находится в обратной связи с высотой организации, и это не может не снижать эволюционную устойчивость и, соответственно, повышать скорость эволюции высших групп организмов.

Далее, устойчивость популяции и вида в изменяющихся условиях также в немалой степени зависит от того, насколько организмы способны найти в новой среде мало изменившиеся островки и убежища и удержаться в них. В большой степени это определяется расселительными способностями организмов. Действительно, при анализе данных по темпам эволюции (Расницын, 1987, табл. 1, 2) бросается в глаза относительно низкая скорость эволюции птиц (возраст полусовременной фауны на уровне отряда, т.е фауны, в которой половина отрядов вымершие, половина современные, у птиц 100 млн. лет против 70 у рептилий и 40 и млекопитающих; время полувымирания видов рукокрылых 1,6 млн. лет против 0,18-0,49 у других млекопитающих). Однако в целом прямая связь расселительных способностей с высотой организации, если и существует, вряд ли велика.

Более важны в этом плане косвенные факторы и в частности роль абсолютных размеров организма: там, где мелкие формы могут найти себе мало изменившиеся микробиотопы, крупные часто оказываются вынужденными измениться или вымереть. Так, возраст полусовременной фауны крупных и мелких млекопитающих, как уже упоминалось, различается в 2,5 раза (200 тыс. лет для слонов и копытных против 500 тыс. лет для грызунов, насекомоядных и летучих мышей, Расницын, 1987, табл. 1), причем эти даты приходятся на крайне изменчивый по условиям плейстоцен. У насекомых полусовременная фауна по тем же данным датируется приблизительно 5 миллионами лет. Большая часть крупных млекопитающих из своеобразной фауны вымершего тундростепного ландшафта, занимавшего в четвертичное время обширные пространства севера Евразии, как известно, вымерла в начале голоцена, а мелкие в основном выжили (Шер, 1997а,б; Жегалло и др., 2001). Насекомые же оказались устойчивыми в течение всего ледникового периода и послеледниковья: по данным Назарова (1984), из 2000 видов насекомых, известных для четвертичного периода, вымершими считаются не более 30. Более того, значительная часть характерных тундростепных видов насекомых позднего плейстоцена сохранилась не только в степях Южной Сибири и Монголии, но и в местах своего прежнего обитания - на небольших реликтовых "степных" участках в Якутии и даже на Чукотке (Берман, 2001).

Размеры определенно, хотя и не строго, связаны с высотой организации: малые размеры ограничивают возможность усложнения, а крупные требуют какой-то минимальной сложности хотя бы для жизнеобеспечения и координации действий удаленных частей организма. Поэтому снижение эволюционной устойчивости высших форм жизни из-за меньшей, по сравнению с низшими, доступности для них островков стабильности в измененных условиях, должно весьма заметно снижать их эволюционную устойчивость и увеличивать скорость как вымирания, так и эволюционных преобразований.

Перечисленные выше факторы вряд ли исчерпывают все разнообразие связей между высотой организации и устойчивостью, определяющее темпы эволюции, однако другие механизмы пока не столь очевидны. Так что в итоге нам удалось обнаружить один механизм, который, если концепция адаптивного компромисса верна, должен снижать темпы эволюции высших форм жизни. Это компромиссная природа адаптаций как таковая, т.е. трудность изменения более сложной сбалансированной системы. В противоположном направлении действуют несколько факторов, коррелированных с усложнением организации. В их числе:

1) сильнее выраженная направленность их эволюции,

2) снижение эволюционной устойчивости более сложных организмов, обусловленное сближением порогов устойчивой плотности, а именно:

а) понижение верхнего порога устойчивой плотности из-за дополнительных энергозатрат, во-первых, на более крупные размеры их особей, во-вторых, на обеспечение опережающего роста их механизмов автономизации от внешней среды,

б) повышение нижнего порога устойчивой плотности популяции с появлением полового размножения (из-за необходимости обеспечить встречу полов,

3) меньшая доступность для более сложных организмов "островков стабильности", сохраняющихся при общем изменении обстановки, из-за связи между высотой организации и абсолютными размерами. "

из http://www.palaeoentomolog.ru/Publ/Rasn/methodology.html

[Alex Control]

Ну и как всё это связано с возможностью значительно ускорить эволюцию? Вы учтите, что  вся эволюция многоклеточной жизни - это всего 15-17% от общей продолжительности эволюции. А эволюция существ с мозгом, сложнее курицы - 2-3%

[Константин ВАРБ]

Ну и как всё это связано с возможностью значительно ускорить эволюцию? Вы учтите, что  вся эволюция многоклеточной жизни - это всего 15-17% от общей продолжительности эволюции. А эволюция существ с мозгом, сложнее курицы - 2-3%

Он там затрагивает комплекс взаимосвязанных проблем объясняя почему эволюция ускоряется, но требует достаточно энергетически насыщенной, хотя и конкурентной среды.
На микроорганизмы и протобиоту эти факторы тоже должны действовать.
Там конечно же сложным языком написано, но кусок вполне корректный, хотя и о проблемных вещах биологии.

Относительно КК - эволюция вероятно будет чуть медленнее.
Но и наша Земля в теории тоже не самый идеал.

[Константин ВАРБ]

Да ну тут же обсуждают о разуме цивилизационного уровня или второй Земле, забывая, что такая цивилизация будет сидеть в достаточно глубокой "гравияме" (третья космическая там будет повыше) при более ограниченных энергетических ресурсах.

[Golossvyshe]

Действительно, нам для жизни нужно слишком много разных совпадений, если считать, что хорошие приливы для жизни на планете землеподобной группы обязательны. Где ещё такую Луну оттяпаешь.

Поверьте, в компактной многопланетной системе из земель около кк (довольно типичный вариант) приливы будут такие, что мама не горюй.

Отнюдь.

То есть формирование сложной системы резонансов в периодах обращения а-ля Меркурий/Венера/Земля будет подавлено намного более мощным влиянием самой звезды. "Однобокая" стабилизация по крайней мере у КК поздних классов в "зелёной зоне" совершенно неизбежна. Ещё можно спорить насчёт классов К0-1, ну 2-3. Но не далее.

С другой стороны, для ощутимого разогрева недр влияние межпланетных приливов совершенно ничтожно, ведь даже в очень компактной системе расстояния в противостояниях будут измеряться миллионами км.

В общем, вероятно, в вопросе жизни на планетах КК межпланетное взаимодействие можно для простоты считать равным нулю.

[Golossvyshe]

Нет, ну поскольку нам известны данные об эволюции  только на одной планете, то как ни крути, а самая вероятная цифра необходимой продолжительности эволюции, которой мы сейчас можем располагать - это 4,5 миллиарда лет. Это не значит, что жизнь не может развиваться быстрее или медленнее.

Опасно в данном случае использовать прямую аналогию.

Где-то уже был озвучен (лень искать) пресловутый "железный барьер".
Если совсем коротко - до тех пор, пока не будет окислено всё свободное железо и сульфиды в верхней коре планеты, накопление О2 невозможно. Раз так - жизнь остаётся в фазе криптозоя, анаэробы вследствие низкой энергетики не в состоянии двигаться далее одноклеточных форм. На Земле на это ушло 3,8-2,5=1,3 млрд. лет. Это как минимум - просто мы не в состоянии судить, была ли уже жизнь в катархее.

В условиях сверхизобилия железа/сульфидов криптозой может тянуться и 5, и 7, и даже 10 млрд. лет.

p.s. Обратный пример Если, скажем, на Марсе ввиду обеднённости верхней коры тем клятым железом оно кончилось раньше, предположим, всего за 0,5 млрд. годков, а жизнь возникла, к примеру, 4,0 млрд лет назад (тут панспермисты всех типов и "научные креационисты" одобрительно аплодируют ), то уже 3,5 млрд. лет назад мог начаться переход к аэробной жизни. Аккурат это конец нойской эры.

Более того, если версия "железного барьера" верна, то и вялый темп эволюции в архее-протерозое также вполне объясним. Недобитая контра остатки неокисленных сульфидов/железа сдерживали темп накопления О2 в атмосфере, и только к началу венда его набралось достаточно для развития многоклеточных форм жизни.

В общем, если постараться, за полмиллиарда лет аэробики вполне можно добраться от амёб до медуз и червей. Далее темп эволюции резко ускоряется, и геология уже перестаёт быть определяющим фактором.

p.p.s. Некоторые наиболее буйные фантазии учёных даже предполагают, что жизнь на Марсе таки успела выбраться на сушу к самому концу гесперийской эры. Но была загнана назад в воду в начале эры амазонийской, вследствие всё более суровых условий. Где далее и скончалась...

[Андрей Курилов]

p.s. Обратный пример Если, скажем, на Марсе ввиду обеднённости верхней коры тем клятым железом оно кончилось раньше, предположим, всего за 0,5 млрд. годков, а жизнь возникла, к примеру, 4,0 млрд лет назад (тут панспермисты всех типов и "научные креационисты" одобрительно аплодируют )

Дадада... так... стоп, а креационисты то тут причём?

В общем, если постараться, за полмиллиарда лет аэробики вполне можно добраться от амёб до медуз и червей. Далее темп эволюции резко ускоряется, и геология уже перестаёт быть определяющим фактором.

Но возможно есть ещё и другие, о которых мы пока не знаем.

Т.е. нижний предел - 500-1000 млн. лет на эволюцию до сложных существ.

[Андрей Курилов]

То есть формирование сложной системы резонансов в периодах обращения а-ля Меркурий/Венера/Земля будет подавлено намного более мощным влиянием самой звезды. "Однобокая" стабилизация по крайней мере у КК поздних классов в "зелёной зоне" совершенно неизбежна. Ещё можно спорить насчёт классов К0-1, ну 2-3. Но не далее.

С другой стороны, для ощутимого разогрева недр влияние межпланетных приливов совершенно ничтожно, ведь даже в очень компактной системе расстояния в противостояниях будут измеряться миллионами км.

Ио, Европа, Энцелад - здесь не согласны. Они намного более близкая модель компактной многопланетной системы, чем планетная система Солнца.

[Константин ВАРБ]

Т.е. нижний предел - 500-1000 млн. лет на эволюцию до сложных существ.

В каком смысле сложных?
До сине-зелёных водорослей или до слона?
ИМХО: на фазе высокоинтегрированного мата вполне возможна эволюционная ловушка.