Древо наук: «Древо» географических наук — урок. География, 5 класс.

Геология — древо наук. Я познаю мир. Сокровища Земли

Геология — древо наук

В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в XVIII — начале XIX века. Без талантливых и гениальных усилий зарубежных ученых У. Смита, А.Г. Вернера, Дж. Геттона, Ч. Лайеля этого бы не случилось. А в России самостоятельно встать геологии на ноги помогли М.В. Ломоносов, В.М. Севергин, А.П. Карпинский и многие другие ученые.

А в конце XIX — начале XX века, когда ученый мир начал активно применять физические, физико-химические, математические и другие методы исследования, о геологии можно уже было говорить как о древе наук.

Какие же науки входят в современную геологию? Вот их краткий перечень.

Петрография — научная дисциплина, изучающая состав и строение горных пород, дающая ответы на вопросы о том, как образовалась та или иная горная порода.

Минералогия — наука о составе, свойствах и образовании минералов.

Историческая геология исследует историю геологического развития Земли.

Тектоника занимается изучением структуры земной коры.

Стратиграфия исследует возраст пород и их взаимоотношения.

Палеонтология, пожалуй, одна из самых загадочных геологических наук. Предмет ее исследования — ископаемые останки животных и растений, населявших нашу Землю тысячи, миллионы лет назад.

Геохимия изучает химический состав Земли и миграцию химических элементов. Отцами этой науки были В.И. Вернадский, В.М. Гольдшмит, А.Е. Ферсман. Геохимия — одна из тех тропинок, которые ведут к поиску и находкам полезных ископаемых.

Гидрогеология знает все или почти все о подземных водах.

Геофизика изучает строение Земли, физические свойства горных пород, физические поля Земли.

Существует и учение о полезных ископаемых, об образовании и закономерностях их размещения.

Вулканология занимается вулканами, их жизнью, прошлым, настоящим и будущим.

Инженерная геология исследует свойства пород как строительных материалов и тех мест, где будут стоять инженерные сооружения.

Надо сказать, что каждая из перечисленных научных дисциплин имеет свои глобальные проблемы, свои направления, которые начали выделяться и со временем, может быть, окончательно выделятся в самостоятельные геологические науки.

Общее же, что объединяет корни, ветви, листья древа геологии, — наша планета Земля.

Древо Жизни

Древо Жизни
Древо Жизни в человеческом существе
Древо ЖизниДрево Жизни не принадлежит ни одной культуре – даже египтянам. Оно вне рас и религий. Этот образ является неотъемлемой частью природы… Сам человек представляет собой миниатюрное Древо Жизни. Он обладал

Каббалистическое Древо

Каббалистическое Древо
Каббалистическое Древо (рисунок из книги Р. Флудда, 1574–1637)Это перевернутое Космическое Древо. Его крона касается земли, а корни укреплены в духовном мире и питаются духовной энергией неба, распространяя ее во внешний мир и вниз. Это любимый образ

Бывает ли у собак генеалогическое древо?

Бывает ли у собак генеалогическое древо?
Мы знаем, что у каждого человека есть свое генеалогическое древо, то есть история рода, неважно, знает он своих далеких предков или не знает. Такое же генеалогическое древо существует и у собак, в котором прослеживается родословная

2. ТГП В СИСТЕМЕ ОБЩЕСТВЕННЫХ И ЮРИДИЧЕСКИХ НАУК. КЛАССИФИКАЦИЯ ЮРИДИЧЕСКИХ НАУК

2. ТГП В СИСТЕМЕ ОБЩЕСТВЕННЫХ И ЮРИДИЧЕСКИХ НАУК. КЛАССИФИКАЦИЯ ЮРИДИЧЕСКИХ НАУК
Науки, образующие систему науки в целом, принято подразделять на три большие группы: 1) естественные; 2) технические; 3) гуманитарные. Иногда в качестве самостоятельных групп выделяют 4)

Древо человеческое

Древо человеческое
(The Tree of Man)Роман (1955)Это рассказ о жизни двух простых австралийцев — фермера Стэна Паркера и его жены Эми. Их жизнь начинается вместе с веком, и в ней по-своему отражаются события его истории и процессы, протекавшие в австралийской

Древо жизни

Древо жизни
Из Библии. Встречается в Ветхом Завете (Бытие, гл. 2, ст. 9): «И произрастил Господь Бог из земли всякое дерево, приятное на вид и хорошее для пищи, и дерево жизни посреди рая») и в Новом Завете, в Откровении апостола Иоанна (Апокалипсисе): «Древо жизни, двенадцать

Древо познания добра и зла

Древо познания добра и зла
Из Библии. В Ветхом Завете говорится, что, когда Адам и Ева пребывали в раю, им было запрещено есть плоды с «древа познания добра и зла». В Первой книге Моисея (Бытие, гл. 2, ст. 16—17) сказано: «От всякого дерева в саду ты будешь есть; а от дерева

Теория, мой друг, суха, / Но зеленеет жизни древо

Теория, мой друг, суха, / Но зеленеет жизни древо
С немецкого:
Grau, teurer Freund, ist alle Theorie
Und gr?n des Lebens goldner Baum.
Из трагедии «Фауст» (ч. I, сцена IV) Иоганна Вольфганга Гете (1749— 1832), перевод Бориса Пастернака.Эти слова произносит Мефистофель, обращаясь к ученику. Тот пришел поступать в

Чахлое древо науки (16 апреля 2012)

«Эксперт Казахстан» решил побеседовать об отечественном научном потенциале со сведущим человеком. Однако для беседы мы выбрали не представителя академических кругов. Ербол Сапаргалиев в начале 90-х защитил диссертацию по масс-спектрометрам на физфаке КазГУ. Позже он перешел в бизнес и работал в представительстве производителя телекоммуникационного оборудования Huawei, а затем возглавил Центрально-Азиатский регион в компании—поставщике добавок для пищепрома Dalia  Gree  S ow Egg. Одновременно он защитил докторскую в лондонском университете Брунеля по теме, связанной с созданием аналоговых микрочипов — возможно, вскоре на таких схемах удастся создать искусственный интеллект. Взгляд на науку г-на Сапаргалиева, с его иностранным опытом, показался нам достаточно свежим.

— Что вы думаете о положении казахстанской науки?

— Сразу оговорюсь, что сам я наукой в Казахстане сейчас не занимаюсь. Последний раз я имел отношение к казахстанской науке, когда был студентом и готовил свой дипломный проект, базировавшийся на уникальной разработке группы ученых. К слову, возможно, потому что минуло полтора десятка лет, а та разработка до сих пор не реализована, несмотря на свое большое значение в мировом масштабе, мой настрой в отношении отечественной науки столь критический. Так вот, я не знаю внутренней кухни, которая за последние 15 лет, вероятно, сильно изменилась. Вместе с тем, поскольку я сторонний наблюдатель, который знает как функционируют научные системы в других странах, мое мнение может быть полезно. Если провести аналогии, взгляд изнутри — это как смотреть на дерево и судить о том, что оно из себя представляет, сидя на нижней ветке. А взгляд снаружи позволяет увидеть все дерево целиком.

— Ну и что все-таки, на ваш взгляд, представляет из себя это древо казахстанской науки?

— Прежде всего бросается в глаза, что в Казахстане понятия «научного потенциала» и «человека науки» не соответствуют современной действительности. Представления об этих вещах сформировались у нас еще в советский период. Россия, кстати, мало от нас в этом отличается. Хотя речь идет не только о теоретической или академической науке, но и прикладной, исследовательской, в любом случае ею якобы занимаются «очкарики» и «ботаники», далекие от реальности. Реальность же — это мир денег, который с наукой ничего общего не имеет. Такое восприятие характерно и для чиновников, и для бизнесменов, и для обывателей — для всех. Причем люди науки у нас далеко не столь почитаемы, как на Западе. Там нормой является уважительное отношение к образованным людям вообще, не говоря уже о людях науки, перед которыми в Великобритании, например, принято буквально кланяться. Результатом этого высокого статуса становится то, что ученые там занимают высочайшие посты на госслужбе, в ведущих корпорациях. У нас и у них разнится даже взгляд на то, кого, собственно, относить к людям науки.

— В чем это выражается?

— Вряд ли найдется в Казахстане человек, который отнес бы к этой категории Стива Джобса или Билла Гейтса, которые большую часть жизни занимались бизнесом. Но на Западе их причисляют к этой группе. Я спрашиваю себя, имеющего степень доктора в электронике, но занимающегося бизнесом: «Человек ли я науки»? И я отвечаю: «Да!» Потому что мой подход к любому вопросу, решение любой задачи остались прежними — системными. Наука формирует мышление, и в первую очередь учит человека учиться. Человек, постоянно совершенствующий свои навыки по самообразованию и самосовершенствованию, есть в сути своей ученый. Так вот, возвращаясь к дереву казахстанской науки… Если продолжить аналогию и сказать, что это дерево находится среди других таких же деревьев в лесу науки, то видно, что оно маленькое. Кто-то возразит в том духе, что мы — государство с относительно небольшим населением, быстро перешедшее от феодального строя к социализму, а затем окунувшееся в капитализм. И исходя из этого дерево казахстанской науки такое маленькое просто потому, что оно молодое. На мой взгляд, да, оно молодое, но и чахлое. Это доказывает даже ежегодная статистика по количеству зарегистрированных патентов в Казахстане. И критиковать за отсутствие научного потенциала казахстанское высшее руководство совершенно справедливо.

— То есть вы не находите для них оправданий?

— Теме науки не уделялось должного внимания годами, десятилетиями. Однако стоит помнить, что в мире тенденция такова: бедные страны становятся еще беднее, а глупые страны становятся еще глупее. При этом интеллектуальный потенциал любого народа является самым главным фактором его выживания. Тут все то же самое, что в мире природы. Посмотрите: гомо сапиенс смог выжить за счет своего интеллекта и доминировать среди других животных, которые сегодня вымирают. Ни красота животного, как у амурских тигров, ни их сила, как у вымерших мамонтов, ни размеры — как у динозавров, не стали решающими факторами для выживания. Точно так же для народов справедливо, что ни геополитическое положение, ни богатство недр не могут быть главными факторами выживания. Казахстан — это не территория, обозначенная на карте. Это не залежи и не миллиардные состояния отдельных казахов. Это — люди. Именно человеческий потенциал нужно в первую очередь развивать любому государству. И в массовом масштабе! Не удержусь от примера. В окружении враждебно настроенных стран есть крохотное государство Израиль, за 10—20 лет вырвавшееся в мировые лидеры по ВВП на душу населения. 85% населения — эмигранты, среди них 80% с высшим образованием. И это они сделали Израиль флагманом  самой передовой науки и прежде всего медицины.

— Что может радикально подрывать интеллектуальный потенциал нации, на ваш взгляд?

— Одно из определений капитализма подразумевает классовость. Я считаю, что на него опасно ориентироваться. Особенно в наших условиях, когда классовость неминуемо вырождается в самодержавие. То есть, говоря словами Никиты Михалкова, общественное устройство, в котором есть быдло (мамбеты) и есть дворяне (голубая кровь, ак сюек). И, мол, так было, будет и должно быть. Иначе как же богатые будут богатыми, если не за счет бедных? Но это очень узкое мышление. Если мы говорим о конкурентоспособности своего рода, своей семьи, которая у казахов может насчитывать сотни и тысячи людей, то, конечно, спору нет — можно обогащаться за счет другого жуза, другой семьи. И такой подход сейчас распространен в Казахстане. Но речь-то идет о конкурентоспособности, о выживании всего народа! Мы же сейчас делаем хорошую мину при плохой игре. У нас как бы единое государство при, по сути, внутренней междоусобице. Но при таком подходе эффективнее каждому жузу выделить по территории. Тогда, во всяком случае, возникнут четкие правила игры, и мы не будем обманывать друг друга. Вот наше княжество, а вот — ваше. Но есть и другой путь без разделения на уделы. Наука позволяет элите и не только ей обогащаться не за счет кого-то внутри страны, а за счет всего населения планеты, удовлетворяя их нужды. Причем в науке «локального» не бывает. Открытие всегда имеет масштаб мировой. Любая уникальная идея является уникальной в глобальном масштабе. Когда ты занимаешься наукой, а не торговлей, то ты автоматически становишься потенциальным конкурентом не своих соседей по региону или региончику, ты выходишь на мировую арену.

— Вы уверены, что казахстанцы способны делать открытия мирового масштаба?

— Созидать, изобретать и делать открытия не так сложно, как кажется. Знания витают в воздухе, а муза может прийти к любому. И поверьте мне, одинаковых изобретений не бывает, если речь не о воровстве. Снаряд в одну и ту же воронку дважды не попадает. Изобретений хватит на всех. Другой вопрос — это воплощение их в жизнь. И вот это намного сложнее. Причем сложно это не только у нас. Недавно наткнулся на замечание изобретателя циклотронного пылесоса сэра Джеймса Дайсона о том, что делопроизводство в области изобретений в развитых странах настолько забюрократизировано, что требует немедленного вмешательства на уровне международных институтов… Возвращаясь к вопросу способности к изобретениям. Я изучал в частности то, как происходят мыслительные процессы в мозге.

— Это имеет отношение к научному потенциалу страны?

— Непосредственное. И почему, вы поймете чуть позже. Так вот, есть сознание и есть подсознание. Говорят, что человеческий мозг работает на 10—30% от своей мощности. На самом деле это байка, развенчать которую в ближайшие годы вряд ли удастся. Мозг непросто устроен, потому вокруг него и так много мифов. Исследования показывают, что все люди рождаются с примерно одинаковой структурой мозга. Утверждения, что существует какая-то голубая кровь, что у кого-то гены какие-то особенные — это ерунда. Количество нейронов в головном мозге у всех новорожденных находится в определенном диапазоне. Чувствительность этих нейронов универсальна. Цвет кожи, размеры, рост, цвет глаз и т.д. — все это абсолютно не имеет значения. И потом уже на этот чистый лист накладывается воспитание — один из факторов, способный добавить к развитию нервной системы более благоприятные условия или же убавить их. Группы нейронов, которых несколько миллиардов, сами по себе способны на невероятные вещи. Все, что происходит вокруг человека: звуки, картинки, ощущения — вся эта информация возбуждает рецепторы головного мозга. И фиксируется там! Причем качество рецепторов не зависит от того, насколько человек образован. На чувствительность рецепторов реально влияет, пожалуй, только текущее здоровье. Однако обычно человек не осознает большую часть информации, которая поступает в него. Поэтому и говорят, что человеческий мозг работает на 10—30%. В действительности остальные 70—90% — это огромный набор самых разнородных воспоминаний. Иногда мозг может, в обход сознания, выдавать потрясающие результаты. Бывают случаи, когда сущая деревенщина без образования, никогда не бывавшая в японском ресторане и не посещавшая заграницу, ощущает то, что называют шестым чувством или божественными откровениями. Однако чтобы откровения стали нормой жизни, а не редкой случайностью, мозг надо тренировать. И вот с этим в Казахстане проблемы. В действительности чем больший процент людей приучен мыслить системно, тем больше страна будет выдавать изобретений и открытий. Тем вообще экономика будет эффективнее.

Ербол Сапаргалиев

— То есть образование как можно более высокого уровня должно покрывать как можно больше детей? Но ведь оно для этого должно быть в первую очередь бесплатным?

— Доступ к качественному образованию должен быть массовым и равным. Тогда на выходе будет получаться большее число самородков, да и просто вырастет человеческий потенциал в среднем по стране. Понимаете, даже когда студенты на занятия ходят с неохотой, скучают на лекциях, иногда пропускают их, но потом к сессии начинают все зубрить — даже такое обучение приносит пользу. Потому что информация, как бы то ни было, оседает у них в мозгу. И даже если в последующем они не используют конкретно эти полученные ими знания, работу находят вообще в какой-то другой сфере, все равно это люди с определенным навыком. Их рецепторы прошли через науку. В их черепах записалось то, что, может быть, когда-то поможет родиться какой-то совсем другой идее. Поэтому само по себе такое, казалось бы, ненормальное количество вузов в нашей стране — это хорошо.

— Итак, вы выступаете за то, чтобы…

— Я выступаю за то, чтобы все получили этот навык системного мышления, наполнили свои мозги информацией. Тогда в стране будет расти ВВП на душу, уровень жизни и другие подобные показатели. Причем всеобщее покрытие исключает сегрегацию по любым признакам. Например, национальному. Поэтому под казахстанским народом нужно подразумевать всех жителей страны. Создание условий для появления большего числа самородков — это задача государства, правительства, президента. Для развития науки многого не надо. Ключевой момент — обеспечить достойное — заметьте, я не говорю передовое — образование.

— А как насчет того, что мозг лучше всего работает, когда организм находится на грани выживания? Что, мол, тогда мобилизуются все ресурсы.

— Исследования показывают, что в такие моменты и в таких условиях количество нейронов, вовлеченных в деятельность, уменьшается во много раз по сравнению с моментами безопасности. Чем в более жестких и опасных условиях живет человек, чем более он себя чувствует некомфортно, чем меньше у него уверенности в завтрашнем дне, тем больше мобилизуются животные инстинкты, и определенные домены нейронов, ответственные за конкретный примитивный тип поведения, формировавшийся миллионами лет. И наоборот, чем больше обеспечена безопасность человека, его уверенность в завтрашнем дне, чем меньше на него давления в любом понимании этого слова, тем больше собственных интеллектуальных ресурсов тот задействует в сутки, в месяц, в год. Массовые акции протеста, которые мы наблюдаем сегодня в сытых странах, происходят не из-за того, что их участники голодают. На самом деле там до сих пор на пособие по безработице можно полмира объездить. Речь не идет об отстаивании права на кусок хлеба или крышу над головой. Однако люди там стали ощущать, что возникла угроза их безопасности, стабильности. Они стали больше переживать о том, будет ли у них пенсия в старости, о том, что станет с их детьми. Я могу уверенно сказать, что в тех странах, в которых у людей стало больше переживаний, неизбежно произойдет и снижение научной активности. Исследовательская, аналитическая деятельность находятся очень высоко над той деятельностью, которая определяет обычное бытие человека. Только когда мысли об обыденной действительности больше не возникают, научная деятельность становится плодотворной.

— То, что вы говорите, в принципе, очень похоже на то, как все обстояло в СССР, где статус академика был выше статуса члена политбюро ЦК КПСС, где образование было бесплатным и находилось на хорошем уровне. Но та же космическая программа все же осуществлялась в условиях жесточайшего стресса.

— Успехи в научной деятельности нельзя запланировать, их нельзя предугадать, предсказать, задать заранее и запросить. Муза или приходит, или нет. И эту музу нужно лелеять, относиться к ней бережно. Малейшее недоразумение, несоответствие может ее спугнуть. Именно поэтому важны такие понятия, как гарантии, стабильность, предсказуемость. В Казахстане этого нет. Достаточно вспомнить, что два года назад после многочисленных заявлений о гарантиях стабильного курса доллара он вдруг обвалился. При этом появились слухи, что кто-то на этом сделал миллиарды. Народ не только чувствует себя обманутым — он ощущает себя намеренно преданным. Государство должно быть прозрачным, предсказуемым, публичным. Вот о чем я говорю. Тогда и повысится конкурентоспособность страны, станут вырисовываться ниши, которые может занять народ в мировой экономике. Если ниша производства потребительской электроники занята Тайванем, производство софта — Индией, автомобилей — Германией и т.д., то наша ниша еще ждет нас.

Древо знаний

Открытие состоялось 7 мая 2017 г.

Замысел

Тема скульптуры «Древо Знаний» не ограничена строгим набором символов для спокойного и умиротворённого размышления каждого пришедшего к нему человека. Древо, произрастающее из Яйца, – безграничное поле для творчества и вдохновения, основная мысль которого заключена во фразе, начертанной на постаменте скульптуры: Ab ovo (лат.) – «С самого начала». Это сильная энергия рождения, возникновения и развития, оживляющая даже металл, способный делиться этой энергией роста, новых идей и мыслей, просвещения и Знаний.

Значение и символы

Авторы скульптуры показывают, как сильна природа, сколько в ней мудрости, и как важно стремление человека к Знаниям, постижению Истины, Веры в собственные силы и прогресс человечества.

Яйцо – символизирует зарождение жизни и развитие.
Древо – символ Знаний, мудрости, истины.
Книга символизирует постижение наук, учение, откровение и мудрость писаний, преемственность культур, развитие цивилизации.
Е fructu arbor cognoscitur (лат.) – «По плоду узнаётся древо» – ещё одно важное изречение, которое начертано на постаменте.
Плоды Древа Знаний – книги, которые закрыты, полуоткрыты и открыты, символизируют непрерывный процесс познания.

Названия книг на русском и английском языках на Древе Знаний отражают специфику главных предметов и наук каждого факультета Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУРа).

Конструирование радиоаппаратуры	Radio design
Интеллектуальная электроника	Intelligent electronics
Системы управления	Control systems
Инноватика	Theory and practice of innovations
Дистанционное обучение	Distance learning
Безопасность. Теория и практика	Security. Theory and practice

Надписи на постаменте скульптуры

Е fructu arbor cognoscitur – «По плоду узнаётся древо».

Ab ovo – «С самого начала» (буквально «От яйца»).

Посвящение

Скульптура «Древо Знаний» посвящена в первую очередь студентам и преподавателям ТУСУРа и других вузов, для которых древо с ветвями, раскинувшимися на все части света, символизирует открытость дорог в жизни и распространение Знаний по всему миру. Зарождение Древа Знаний в Яйце символизирует духовное зарождение Человека, формирование его как профессионала, гражданина, патриота своей альма-матер и Родины. Это постижение не только учебников, но и «книг жизни» – обретение собственного жизненного опыта и мудрости.

Древо в целом олицетворяет Человека. А значит, посвящено его пути к духовным высотам. И если верить древним преданиям, что деревья владеют мудростью, значит, человек, чувствующий древо, может у него многому научиться: смелости мысли и идей, стремлению к достижению мечты, к движению вперёд, подпитывая себя Знаниями и энергией, помня об основе основ.

Традиции

Чтобы почувствовать и принять энергию Древа Знаний, достаточно его обнять и просто побыть рядом с ним, отрешившись хотя бы ненадолго от «текучки» и повседневной суеты, загадав сокровенное желание, которое непременно сбудется.

Ещё одна традиция – коллективное обнимание Древа Знаний. Она заключается в том, что студенческая группа или даже весь факультет, взявшись за руки и окружив древо в одно или несколько колец, дружно обнимают Древо и могут хором произнести одно общее желание.

К Древу Знаний приходят студенты и, прикоснувшись к нему, просят удачи перед зачётом или экзаменом.

У Древа Знаний назначают свидания и встречи.

Не зря говорят, что даже созданный рукотворно образ древа способен делиться энергией. А Древо Знаний щедро делится своей энергией роста и развития, вдохновения и творчества, Знаний, мудрости и созидания с каждым человеком, прикоснувшимся к нему.

Создатели Древа Знаний

Инициатор и автор идеи – Александр Александрович Шелупанов, ректор ТУСУРа, профессор, д. т. н., председатель Томского профессорского собрания.

Эскизы, художественная проработка замысла – Леонтий Андреевич Усов, скульптор, художник Российской Федерации, почётный академик Российской академии художеств.

Мастера, реализовавшие идею, – талантливый кузнец Вячеслав Валерьевич Колба, инженер ТУСУРа Дмитрий Геннадьевич Макаров.

Организационное и материально-техническое обеспечение – Дмитрий Николаевич Буинцев, к. т. н., проректор по развитию университетского комплекса и социальной работе, депутат Думы г. Томска.

Интересные факты

Скульптура «Древо Знаний» создана в технике художественной горячей ковки, воплощающей авторский творческий почерк. Это первая полностью кованная из металла скульптура в Томске и Сибири. Уникальную технологию создатели скульптуры впервые применили в Томске.

Скульптура полностью от идеи до её реального воплощения создана томичами в стенах ТУСУРа.

Точные размеры скульптуры «Древо Знаний»

• Общая высота скульптуры – 4 метра 82 см
• Объём обхвата ветвей (кроны) Древа – 5 метров 10 см
• Обхват яйца – 3 метра 52 см
• Высота яйца – 1 метр 51 см
• Вес скульптуры без постамента – 3 650 кг
• Вес яйца – 2 400 кг
• Количество ветвей – 32 шт.
• Количество металлических букв – 598 шт.

Чтобы создать Древо Знаний и Яйцо, в котором оно зародилось, потребовалось 1 250 кг металла, 10 080 кг бетона и 2 160 часов работы их создателей. Ветви Древа сориентированы на части света. Самая большая ветвь сориентирована строго на восток.

Финансирование работ по созданию скульптуры осуществлялось полностью за счёт частного пожертвования профессора Александра Александровича Шелупанова.

Открытие

Открытие скульптуры «Древо Знаний» приурочено к одному из главных профессиональных праздников ТУСУРа – Дню радио, который олицетворяет победу прогресса и Знаний, прорыв, рождение новых технологий будущего, и состоялось 7 мая 2017 года.

Скульптура посвящена 55-летнему юбилею Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ранее ТИРЭТ, ТИАСУР, ТАСУР), одного из лучших и ведущих технических российских университетов, основанного 21 апреля 1962 года. Скульптура «Древо Знаний» – это подарок всем студентам и преподавателям, умному Томску и его жителям, ценящим развитие искусства на территории города.

Александр Александрович Шелупанов на открытии скульптуры «Древо Знаний» 7 мая 2017 года

Дорогие друзья!

Открывая скульптуру, которая создавалась томичами и для томичей, хотелось бы поблагодарить всех причастных к её созданию. Это заслуженный художник России Леонтий Усов, талантливый кузнец Вячеслав Колба, инженер ТУСУРа Дмитрий Макаров, проректор по развитию университетского комплекса и социальной работе Дмитрий Буинцев и многие другие причастные к этому проекту.

Мы прошли долгий путь от идеи до создания скульптуры. Много спорили, обсуждали решения. Приятно, когда работаешь с талантливыми, одарёнными людьми и при этом с дружной командой, увлечённой общим замыслом и делом, умеющей слушать, ценить мнение и труд каждого. Надеюсь, что томичи по достоинству оценят старания мастеров, создавших первую в Сибири и Томске полностью кованную из металла скульптуру. 

Замысел создания скульптуры не заключался в том, чтобы прославиться, удивить или воссоздать с ботанической достоверностью определённую породу дерева. Ведь Древо Знаний – это образ и символ мудрости и просвещения, энергии роста и развития, стремления к новым знаниям, идеям. Крона Древа Знаний символизирует распространение знаний во все части света.

Яйцо – это символ начала всех начал.

Книга – носитель знаний. На Древе их 12. По главной книге каждого из факультетов в ТУСУРе.

Самая большая ветвь Древа направлена строго на восток. Оттуда восходит Солнце. 

В мире есть скульптуры древа любви, древа жизни, но для умного университетского города Томска, на мой взгляд, самое подходящее и уместное – Древо Знаний. В скульптуре заложено очень много философского смысла. Не буду сейчас вдаваться в подробности. Каждый желающий сможет узнать все подробности, историю создания в Интернете по QR-коду, который будет находиться на скульптуре. Но не удержусь и расскажу о традиции, которую мы заложим уже сегодня.

Чтобы почувствовать и принять энергию Древа Знаний, достаточно его обнять и просто побыть рядом с ним, отрешившись хотя бы ненадолго от «текучки» и повседневной суеты, загадав при этом самое сокровенное желание, которое, убеждён, непременно, обязательно сбудется.

Я рад, что скульптура установлена в юбилейный для ТУСУРа год 55-летия, в день главного профессионального праздника нашего университета – День радио, который олицетворяет победу прогресса и знаний, прорыва, рождения новых технологий будущего.

Хочу подчеркнуть, что скульптура Древа Знаний создана полностью на частное пожертвование. Повторюсь, на частное пожертвование.

Надеюсь, что все тусуровцы и томичи будут беречь наше Древо Знаний, защищать его от вандалов, чтобы скульптура простояла многие годы, став, настоящим брендом нашего умного и вечно молодого студенческого города Томска, символизируя силу прогресса, просвещения, развитие цивилизации и гений человеческого разума.  

Место расположения

Скульптура «Древо Знаний» находится в сквере между учебными корпусами ТУСУРа (корпус РТК – ул. Вершинина, 47, и ФЭТ – ул. Вершинина, 74).

Уголок природы в Томске, напоминающий о силе и энергии природы, творения и Знаний, расположен на высоком берегу реки Томь, откуда открывается прекрасный вид на томские просторы. Вокруг скульптуры расположены лавочки для отдыха. В ночное время скульптура подсвечивается светильниками искусственного освещения, эффектно передавая все оттенки и тонкости коры и плодов «Древа Знаний», изготовленных из металла.

Традиция университета – «подпитывать» символичное Древо Знаний живыми деревьями. Вокруг скульптуры появилась и разрастается аллея факультетов, посаженная студентами и сотрудниками ТУСУРа для превращения этого уголка города в любимое и комфортное место пребывания и отдыха жителей и гостей Томска. Посетите это место и полюбуйтесь прекрасным творением томичей, которые любят и очень бережно относятся к своим памятникам, скульптурам и, конечно же, к своему вечно молодому студенческому городу.

В процессе работы над Древом Знаний

Древо памяти. Родословная твоей семьи — часть истории страны. — Поиск

Научные интересы члена­корреспондента РАН Жана Терентьевича Тощенко, декана социологического факультета РГГУ, начали складываться сразу после окончания исторического факультета МГУ (1957 год). По комсомольской путевке он поехал в Сибирь, на строительство железной дороги Абакан – Тайшет искать ответ на вопрос, почему в Сибири плохо решаются социальные проблемы. Вопрос оказался трудным, пришлось призвать на помощь нарождающуюся науку – социологию. 18 лет ушло на поиски ответа, похоже, так до конца Ж.Тощенко его и не нашел. Однако в Москву вернулся опытным ученым и занялся проблемами общественного сознания. Вывод из накопленного опыта, на первый взгляд, простой, только легко ли осуществимый? В отношении к людям, убежден он, власть должна изучать их мнения, настроения, ориентации независимо от того, нравятся они ей (власти) или нет. Как правило, человек поступает так, а не иначе в силу личных своих убеждений, взглядов, намерений. И государство должно это учитывать, с этим считаться. Даже если они (решения властей и мнение народа) не коррелируют между собой, власть должна не отвергать мнения людей, потому что они “неправильные”, “ошибочные”, а постараться понять, почему это произошло. Важнейший вывод: власти необходимо добиваться благополучия и признания не только всего общества, но и каждого его члена.
Складывалось интереснейшее научное направление, и ничего не предвещало, что у его автора появится новая сфера интересов, если бы не неожиданный “толчок”.

– Я ощутил его во время поездки в ГДР – рассказывает Жан Терентьевич. – Меня поселили, как тогда было принято, в простой крестьянской семье. Однажды ее глава, пожилой человек, показал мне толстенный гроссбух – родословную его семьи аж с конца XVII века. Это произвело на меня сильное впечатление. Подумал: почему бы и мне не начать “раскопки”, не постараться составить родословную нашей семьи, тем более что имел все основания гордиться ею?
– За рубежом очень распространена личностная история: там скрупулезно собирают сведения о семье, чуть ли не о каждом ее представителе. У нас же все внимание сосредоточено на истории государства, его правителях?
– Так сложилось. Русская история, если на кого кроме царей и обращала внимание, то исключительно на знать. Только много позже она (история) стала замечать купцов, предпринимателей, даже мещан. А, скажем, рабочих во внимание не принимала, крестьян рассматривала лишь как орудие труда, где-­то на уровне скота. Немаловажный факт: фамилии у крестьян появились лишь после отмены крепостного права, и то когда их стали брать на учет. До этого были лишь прозвища. Наверное, мой далекий предок был тощим даже по крестьянским меркам.
– Почему важна личностная история?
­ – По глубокому моему убеждению, человек не может в полной мере ощущать себя гражданином страны, если не знает наиболее ярких, значимых событий ее истории, собственной родословной, прошлого своего края, города, села. Личная история – осознание своей жизни со всеми ее особенностями в связи с происходящим в стране. Личная история не перечисление некоторых важных для отдельного человека событий, это своеобразное дыхание эпохи. Вплетенность личной судьбы в судьбы народа позволяет ощутить себя гражданином и патриотом страны, в которой ты родился и возмужал.
В Сибири я попал в коллектив выпускников вузов Грузии, Узбекистана, Литвы, Мордовии. Молодые люди разных национальностей приехали на стройку попробовать свои силы, получить профессиональный опыт. Главным мерилом было отношение к работе: вкалываешь ты или сачкуешь. Очень простой, но, считаю, оптимальный критерий оценки. Национальные черты, обычаи проявлялись после работы. Когда ребята, скажем, угощали товарищей своими национальными блюдами или исполняли свои народные песни и танцы. Это сближало нас не меньше, чем общий труд. То были личности – этим они ценны для меня и сегодня, со многими из них я поддерживаю добрые отношения.
Работа в Сибири много мне чего дала, научила. Я пришел к убеждению, что, если человек не имеет связи с малой родиной, вряд ли может быть патриотом своей страны. Скорее перекати­полем. Мне близки строки из военного стихотворения Константина Симонова, когда он писал, что в минуту опасности смертельной “ты вспоминаешь не страну большую, которую изъездил и узнал, ты вспоминаешь родину – такую, какой ее ты в детстве увидал… где нам посчастливилось родиться, гдена всю жизнь, до смерти, мы нашли ту горсть земли, которая годится, чтоб видеть в ней приметы всей земли”.
– А что дали “раскопки” вашего рода?
– Считаю, мне повезло: жив был мой почти 90­-летний дядя Володя, отличавшийся прекрасной памятью. С его помощью мне удалось восстановить историю своей семьи с конца XVIII века. Нашел и основателя нашего рода – крестьянина Трифона Тощенко из села Поповка Черниговской губернии. С материнской стороны в роду крестьяне из Витебской области. Род Тощенко – это свободные, работящие люди, преданные земле, крестьянскому труду, своей семье, а потому пользовавшиеся уважением в деревне. Мало кто из них уходил работать на заводы и в шахты. Может, благодаря честному труду род и сохранился, несмотря на все невзгоды. Мне кажется, что в такой преданности земле и нашла отражение суть российского крестьянства, но уже в личностной упаковке.
Остались воспоминания моего деда Сидора, относящиеся к концу XIX – началу ХХ века. Он участвовал в Русско-­турецкой войне (1877-­1878 годов), освобождал Болгарию, затем служил на границе с Австро­-Венгрией – 12 лет в армии. Сильное впечатление на него произвело умение немцев вести хозяйство, он старался перенять навыки тамошних колонистов. Каким­то образом в руки к нему попал русско­-немецкий словарь. Он привез его в деревню и даже пытался учить язык, хотя был полуграмотным. Сельчане его уважали, приходили послушать рассказы о немецких хозяйствах, старались освоить невиданный его опыт.
А моя семья “познакомилась” с немцами в 1941 году. Отца в армию не призвали из­-за потери зрения, но он участвовал в организации партизанского отряда. Немцы появлялись редко: медвежий наш угол их особо не интересовал. Поэтому в сентябре отец пришел из леса  домой – помочь матери копать картошку (у сельских учителей тоже был огород). Неожиданно нагрянули полицаи. Они знали, что отец ушел к партизанам, и прямо на глазах у матери и нас, троих детей, били его, пытали, а потом расстреляли. Через два дня вернулись снова – за матерью, но нас в доме уже не было. Мать ушла в другую деревню, а нас, детей, разобрали по семьям. Так мы жили около полугода. Партизаны со временем с полицаями жестоко поквитались. (Я очень болезненно воспринял нынешнее переименование милиции в полицию, думаю, меня поймут).
– Много было полицаев в ваших местах?
­ – У нас их не было вообще, а в одном из соседних сел стоял отряд численностью 70­-80 человек. В основном они были из семей раскулаченных, плюс освободившиеся из тюрем уголовники. Наша местность – часть партизанского края. И в 1943 году в отместку за поддержку партизан мадьярская (венгерская) часть расстреляла население трех соседних деревень, не пощадив никого. А немцы, отступая, сожгли большую часть нашей деревни и школу, оставив нас без крова (мы жили при ней). По большому счету, в жизни моей семьи в годы вой-ны отразилось очень многое, в том числе героизм и предательство. На мой взгляд, история партизанского движения будет неполной, если не собрать максимум личных историй.
– Таких примеров, как ваш, немного. Почему мы так мало интересуемся своими корнями?
– Причин несколько. Люди, что называется, простые не считали свою жизнь особо выдающейся. Бог дал, Бог взял  – и весь сказ. Традиция такая. В советское время было не до родословной: “жила бы страна родная…”, а мы, “колесики и винтики”, будем ей добросовестно служить. И вот итог. По данным социологических опросов за 2006 год, на вопрос: “В чем вы видите причины слабого знания истории своей семьи?”, 48% ответили, что им это было безразлично. Своих прадедов знали лишь 24% респондентов. Зато дедов – 70%. Хранят фотографии бабушек и дедушек 74%, письма, газеты, журналы – 14%.
Не забывайте, множеству семей вовсе не хотелось копаться в прошлом: тогда часто архивы иметь было опасно – мало ли что выяснится! Моя мать только в преклонном возрасте рассказала, что в 1937 году на отца написали донос: не так обошелся с портретом вождя. Отца исключили из партии, арестовали. Но потом выпустили, и он продолжил учительствовать. Считайте, повезло. Вот вам дыхание эпохи так называемого Большого террора.
– По частным, таким как ваши, воспоминаниям можно ли уточнять, прояснять какие­либо моменты истории? Только ли частное это дело или все же нет?
– Мой вывод прост: через воспоминания даже одной семьи более подробно видится история всей страны. Пусть это будут “корявые”, во многом субъективные заметки. Все равно – прошлое страны обрастает фактами, деталями, становится ближе, понятнее. Недавно профессор О.Яницкий опубликовал книгу – рассказ о своей семье в нескольких поколениях. Я прочитал ее с огромным вниманием. В истории одной семьи сплелось гигантское количество событий, относящихся к трем русским революциям, коллективизации, индустриализации, войне.
Даже в истории моей крестьянской семьи, в подробностях ее жизни, не побоюсь громких слов, видны приметы эпохи: становление советской интеллигенции, первые представители которой стремились следовать традициям народников. Родители мои окончили педучилище. И как люди образованные, были заметными фигурами в деревне. Отец не только учительствовал, он был агрономом и зоотехником, писал крестьянам просьбы и прошения. Мать оказывала первую медицинскую помощь. Они принимали участие в движении по ликвидации неграмотности в 1920­-х годах. Помню, как уже перед войной к нам в дом приходили мужики (причем сами) и родители учили их писать. С каким трудом, обливаясь потом, заскорузлыми руками держали они карандаш! Это служение народу предстает передо мной не как изложение истории, а как реальная картина жизни небольшой русской деревни.
Еще одно личное наблюдение. Сейчас много спорят о коллективизации, колхозах, о судьбах крестьян. На собственном опыте могу сказать, как происходила эта ломка традиций. Деревня наша была небольшая – 64 двора. Если говорить об отношении к труду, о взаимной выручке и взаимопомощи, это был не колхоз, а традиционная артель – общие поля, ферма, конюшня. Работали дружно, не было случая, чтобы кто­-нибудь взял себе хоть клок сена. На войну из деревни ушли 127 мужиков, вернулся 21. Помню, как пахали в послевоенные годы, как несколько женщин тащили на себе плуг. Доставалось и нам, подросткам (втроем, а то и вчетвером грузили мы мешки на подводы), а давали нам за трудодень не мужскую, а половинную норму. В 1950­-е годы все изменилось: артели не стало, деревня вошла в крупный колхоз, и никому ни до чего не стало дела – тащили все, что ни попадя.
– А как, окончив сельскую школу, вы поступили в МГУ?
– На удивление, без проблем. Окончил школу (она была в райцентре: восемь километров туда, восемь обратно) с серебряной медалью и решил поступать на истфак. Деканом тогда был знаменитый археолог Артемий Владимирович Арциховский. Говорят, некоторое предпочтение он отдавал ребятам из глубинки. Прошел собеседование и был зачислен.
– Трудно пришлось на первом курсе?
– Нет. За все годы учебы я не получил ни одной “четверки”. Наверное, крестьянское трудолюбие помогло, к тому же и память была отличная. Профессор старой закваски – Анатолий Георгиевич Бокщанин, требовал, чтобы студенты на зубок знали все даты. На экзамене я не сделал ни одной ошибки. Он вздохнул и сказал: “Ставлю “отлично”, но учтите: на
госэкзамене из-­за вашего говора “пятерку” не поставлю”. А говор (смешение русского, белорусского и украинского) у меня и правда был, да и сейчас, признаюсь, иногда пробивается.
– Простите, а откуда у крестьянского сына имя Жан?
– Действительно, отец у меня Терентий, деды Сидор и Кирилл. А я Жан, потому что отец увлекался французской революцией и литературой. Считаю, мне повезло. В 1930-е годы каких только имен не давали детям! Были и Владлены, и Кимы. Тоже ведь дыхание времени: страна строила новый мир, где все должно быть по­-новому, в том числе имена.
– Вы так много знаете о своем роде. Передаются ли какие­-нибудь качества по наследству? Видите фамильные черты во внуках?
– Пожалуй, да. Уж если они за что берутся, никогда на полдороге не бросят. Все доводят до конца и до ума. Настойчивые ребята. Уверен: память о семье они сберегут.

Юрий Дризе

размышления о пользе дискуссий (один из ключей)

1. Алексеев Н.А. Традиционные религиозные верования якутов в XIX — начале ХХ в. Новосибирск: Наука, 1975.

2. Алексеев Н.А. Шаманизм тюркоязычных народов Сибири. Новосибирск: Наука, 1984.

3. Алексеенко Е.А. Шаманство у кетов // Проблемы истории общественного сознания аборигенов Сибири / Отв. ред. И.С. Вдовин. Л.: Наука, 1981. С. 90–128.

4. Анисимов А.Ф. Шаманские духи по воззрениям эвенков и тотемические истоки идеологии шаманства // Сборник МАЭ. Т. 13. Л.: Изд-во АН СССР, 1951. С. 187–215.

5. Анисимов А.Ф. Религия эвенков в историко-генетическом изучении и проблемы происхождения первобытных верований. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1958.

6. Анохин А.В. Материалы по шаманству у алтайцев, собранные во время путешествий по Алтаю в 1910–1912 гг. по поручению Русского Комитета для изучения Средней и Восточной Азии // Сборник МАЭ. 1924. Т. 4. Вып. 2. Пг.: Изд-во Российской АН, 1924.

7. Анучин В.И. Очерк шаманства у енисейских остяков // Сб. МАЭ. Т. 2. Вып. 2. СПб.: Типография Императорской Академии Наук, 1914.

8. Басилов В.Н. Избранники духов. М.: Изд-во политической литературы, 1984.

9. Батьянова Е.П. Телеуты рассказывают о шаманах // Шаманизм и ранние религиозные представления. К 90-летию доктора исторических наук, профессора Л.П. Потапова / Ред. Д.А. Функ. М.: ИЭА РАН, 1995. С. 48–62.

10. Батьянова Е.П. К портретам сибирских шаманов // Полевые исследования Института этнологии и антропологии РАН / Отв. ред. З.П. Соколова. М.: ИЭА РАН, 2005. С. 150–165.

11. Березкин Ю.Е. Мифологические деревья в лесу культуры // Этнографическое обозрение. 2012. № 6. С. 3–18.

12. Богораз В.Г. Материалы по изучению чукотского языка и фольклора, собранные в Колымском округе В.Г. Богоразом. Ч. I. Образцы народной словесности чукоч. СПб.: Типография Императорской Академии Наук, 1900.

13. Богораз В.Г. Чукчи. Ч. II. Религия. Л.: Изд-во Главсевморпути, 1939.

14. Богораз В.Г. Чукчи. Религия. М.: Книжный дом “Либроком”, 2011.

15. Булгакова Т.Д. Пространство, по которому путешествуют шаманы: на примере нанайцев // Sibirica. 2014. Vol. 13. No. 1. P. 1–39.

16. Булгакова Т.Д. Камлания нанайских шаманов. Fürstenberg/Havel: Verlag Der Kulturstiftung Sibirien, SEC Publications, 2016.

17. Бурыкин А.А. Хантыйские сказки и фольклор урало-алтайских народов. Ханты-Мансийск: ОУПИИР, 2017.

18. Ванг Пенглин. Графические метафоры состояний шамана в петроглифах и концептуализация шаманизма с помощью чисел // Антропологический форум. 2006. № 5. С. 259–277.

19. Василевич Г.М. Эвенки. Л.: Наука, 1969.

20. Вдовин И.С. Чукотские шаманы и их социальные функции // Проблемы истории общественного сознания аборигенов Сибири / Отв. ред. И.С. Вдовин. Л.: Наука, 1981. С. 178–217.

21. Волкова М.П. (изд., пер.) Нишань Самани Битхэ (предание о нишанской шаманке). М.: Восточная литература, 1961.

22. Гемуев И.Н. (отв. ред.) Традиционное мировоззрение тюрков Южной Сибири. Пространство и время. Вещный мир. Новосибирск: Наука, 1988.

23. Гончарова А.А., Беляева М.Е. Обряд береговых коряков “Хололо” (“Ололо”). Традиция и современность // Корякский обрядовый праздник “Хололо”. Этнографический сборник: методические рекомендации и сценарий / Сост. Г.М. Расохина. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2012. C. 28–44.

24. Долгих Б.О. Бытовые рассказы энцев. М. : Изд-во Академии наук СССР, 1962.

25. Дыренкова Н.П. Материалы по шаманству у телеутов // Сборник МАЭ. Т. 10. Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 108–190.

26. Дыренкова Н.П. Тюрки Саяно-Алтая. СПб.: Наука, 2012.

27. Дьяконов И.М. Архаические мифы Востока и Запада. М.: Наука, 1990.

28. Иванов С.В. Материалы по изобразительному искусству народов Сибири XIX — начала XX в. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1954.

29. Иванов С.В. К вопросу о значении изображений на старинных предметах культа у народов Саяно-Алтайского нагорья // Сборник МАЭ. Т. 16. Л.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 165–264.

30. Иохельсон В.И. Юкагиры и юкагиризованные тунгусы. Новосибирск: Наука, 2005.

31. Карьялайнен К.Ф. Религия югорских народов: В 3 т. Т. 3. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1996.

32. Кастрен М.А. Путешествие Александра Кастрена по Лапландии, северной России и Сибири (1838–1844, 1845–1849). М.: Типография А. Семена, 1860.

33. Крейнович Е.А. Нивхгу. М.: Наука, 1973.

34. Кубарев В. Д. Шаманистские сюжеты в петроглифах и погребальных росписях Алтая // Древности Алтая. Известия лаборатории археологии № 6 / Отв. ред. В.И. Соёнов. Горно-Алтайск: Горно-Алтайский гос. ун-т, 2001. С. 89–107.

35. Кулемзин В.М. Шаманство васюганско-ваховских хантов (конец XIX — начало ХХ в.) // Из истории шаманства / Отв. ред. Н.В. Лукина. Томск: Изд-во Томского университета, 1976. С. 3–154.

36. Лехтисало Т. Мифология юрако-самоедов (ненцев). Томск: Изд-во Томского университета, 1998.

37. Липская-Вальронд Н.А. Материалы к этнографии гольдов // Сибирская живая старина. 1925. Вып. III–IV. С. 145–160.

38. Львова Э.Л. Материалы по изучению шаманизма у коренного населения среднего Чулыма // Некоторые вопросы истории Сибири. Вып. 1. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1972. C. 160–172.

39. Мазин А.И. Традиционные верования и обряды эвенков-орочонов (конец XIX — начало XX в.). Новосибирск: Наука, 1984.

40. Майнагашев С.Д. Жертвоприношение небу у бельтиров // Сборник МАЭ. Т. III. Пг.: Типография Императорской Академии Наук, 1916. С. 93–102.

41. Напольских В.В. Мифологема мирового древа и мифологии народов уральской языковой семьи // Этнографическое обозрение. 2012. № 6. C. 19–28.

42. Новик Е.С. Обряд и фольклор в сибирском шаманизме. М.: Наука, 1984.

43. Попов А.А. Тавгийцы. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1936.

44. Попов А.А. Нганасаны. Социальное устройство и верования. Л.: Наука, 1984.

45. Потанин Г.Н. Очерки северо-западной Монголии. Вып. IV. СПб.: Типография В. Безобразова и К°, 1883.

46. Потапов Л.П. Следы тотемистических представлений у алтайцев // Советская этнография. 1935. № 4–5. С. 134–152.

47. Потапов Л.П. Бубен телеутской шаманки // Сборник МАЭ. Т. 10. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 191–200.

48. Потапов Л.П. Андрей Викторович Анохин как исследователь шаманства у алтайцев (к 55-летию со дня смерти) // Проблемы истории Горного Алтая / Отв. ред. Ф.А. Сатлаев. ГорноАлтайск: Горн.-Алт. НИИ истории, яз. и лит. (ГАНИИИЯЛ), 1987. С. 145–149.

49. Потапов Л.П. Алтайский шаманизм. Л.: Наука, 1991.

50. Прокофьева Е.Д. Костюм селькупского (остяко-самоедского) шамана // Сборник МАЭ. Т. 11. Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 335–375.

51. Прокофьева Е.Д. Энецкий шаманский костюм // Сборник МАЭ. Т. 13. Л.: Изд-во АН СССР, 1951. С. 125–153.

52. Прокофьева Е.Д. Представления селькупских шаманов о мире // Сборник МАЭ. Т. ХХ. Л.: Изд-во АН СССР, 1961а. С. 54–74.

53. Прокофьева Е.Д. Шаманские бубны народов Сибири // Историко-этнографический атлас народов Сибири / Отв. ред. М.Г. Левин, Л.П. Потапов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1961б. С. 435–490.

54. Прокофьева Е.Д. Шаманские костюмы народов Сибири // Религиозные представления и обряды народов Сибири в XIX — начале XX в. / Отв. ред. Л.П. Потапов, С.В. Иванов. Л.: Наука, 1971. С. 5–100.

55. Прокофьева Е.Д. Материалы по шаманству селькупов // Проблемы истории общественного сознания аборигенов Сибири / Отв. ред. И.С. Вдовин. Л.: Наука, 1981. С. 42–68.

56. Сем Ю.А. Космогонические представления нанайцев: Верхний мир // Религиоведческие исследования в этнографических музеях / Отв. ред. Б.В. Иванов. Л.: Музей этнографии народов СССР, 1990. С. 114–128.

57. Сивцев Д.К (Суорун Омоллоон), Ефремов П.Е. (сост.) Якутские сказки. Якутск: Книжное издво, 1990.

58. Симченко Ю.Б. Традиционные верования нганасан. Ч. 1. М.: ИЭА РАН, 1996.

59. Слепцов Е.П. Образ дерева в шаманстве якутов // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2008. № 86. С. 101–106.

60. Смоляк А.В. Шаман: личность, функции, мировоззрение (народы Нижнего Амура). М.: Наука, 1991.

61. Солярский В.В. Современное правовое и культурно-экономическое положение инородцев Приамурского края. Хабаровск: Типография канцелярии Приамурского генерал-губернатора, 1916.

62. Теин Т.С. Шаманы сибирских эскимосов // Проблемы истории общественного сознания аборигенов Сибири / Отв. ред. И.С. Вдовин. Л.: Наука, 1981. С. 218–232.

63. Топоров В.Н. Древо мировое // Мифы народов мира. Энциклопедия: В 2 т. Т. 1 / Отв. ред. С.А. Токарев. М.: Советская энциклопедия, 1980. С. 398–405.

64. Третьяков П. Праздник чистого чума // Шаманизм народов Сибири / Отв. ред. Т.Ю. Сем. СПб.: Филологический факультет СПбГУ, 2006. С. 440–443.

65. Функ Д.А. Материалы А.В. Анохина по шорскому шаманству // Шаманизм и ранние религиозные представления. К 90-летию доктора исторических наук, профессора Л.П. Потапова / Отв. ред. Д.А. Функ. М.: ИЭА РАН, 1995. C. 180–205.

66. Функ Д.А. Телеутское шаманство: традиционные этнографические интерпретации и новые исследовательские возможности. М.: ИЭА РАН, 1997а.

67. Функ Д.А. Неизвестное описание шаманского бубна телеутов из архива А.В. Анохина // Этнографическое обозрение. 1997б. № 4. С. 40–47.

68. Функ Д.А. Тувинский шаман Шончур Тожу и его бубен (по материалам П.И. Каралькина) // Acta Ethnographica Hungarica. 2003. Vol. 48 (3–4). P. 451–464.

69. Функ Д.А. Миры шаманов и сказителей: комплексное исследование телеутских и шорских материалов. М.: Наука, 2005.

70. Харитонова В.И. Феникс из пепла? Сибирский шаманизм на рубеже тысячелетий. М.: Наука, 2006.

71. Хелимский Е.А. Keto-Uralica // Кетский сборник. Антропология. Этнография. Мифология. Лингвистика / Отв. ред. Е.А. Алексеенко. Л.: Наука, 1982. С. 238–251.

72. Хомич Л.В. Ненцы. М.; Л.: Наука, 1966.

73. Хомич Л.В. Шаманы у ненцев // Проблемы истории общественного сознания аборигенов Сибири / Отв. ред. И.С. Вдовин. Л.: Наука, 1981. С. 5–41.

74. Цинциус В.И. (отв. ред.) Сравнительный словарь тунгусо-маньчжурских языков: В 2 т. Т. 2. Л.: Наука, 1977.

75. Шатилов М.Б. Драматическое искусство ваховских остяков // Из истории шаманства / Отв. ред. Н.В. Лукина. Томск: Изд-во Томского университета, 1976. С. 155–165.

76. Штернберг Л.Я. Гиляки, орочи, гольды, негидальцы, айны: статьи и материалы. Хабаровск: Дальгиз, 1933.

77. Штернберг Л.Я. Культ орла у сибирских народов // Сборник МАЭ. Т. V. Вып. 2. Л.: Изд-во АН СССР, 1925. С. 717–740.

78. Элиаде М. Шаманизм: архаические техники экстаза. Киев: София, 2000 [1951].

79. Atkinson J.M. Shamanisms Today // Annual Review of Anthropology. 1992. Vol. 21. P. 307–330.

80. Bulgakova T.D. Nanai Shamanic Culture in Indigenous Discourse. Fürstenberg/Havel: Verlag Der Kulturstiftung Sibirien, SEC Publications, 2013.

81. Dybo A.V. Proto-Turkic Mythologie Terms: Some Etymological Observations // Shaman. 2018. Vol. 26. No. 1–2. P. 21–40.

82. Funk D. Teleut Shamanhood: Some Unknown Pages of Ethnographic Studies // Shaman (Budapest). 2004. Vol. 12. No. 1–2. P. 97–113.

83. Hamayon R.N. Shamanism: Symbolic System, Human Capability and Western Ideology // The Concept of Shamanism: Uses and Abuses / Ed. H. Francfort, R. Hamayon, P. Bahn. Budapest: Akadémiai Kiadó, 2001. P. 1–27.

84. Handelman D. The Development of a Washo Shaman // Ethnology. 1967. No. 6. P. 444–464.

85. Havelka F.J. Sibir. Praha: Plamja, 1926.

86. Kaplan A. The Conduct of Inquiry: Methodology for Behavioral Science. San Francisco: Chandler, 1964.

87. Мanker Е. Die lappische Zaubertrommel. Eine ethnologische Monographie. Bd. 2. Die Trommel als Urkunde geistigen Lebens. Stockholm: Die Trommel als Urkunde geistigen Lebens, 1950.

88. Menges K.H. Drei Schamanengesänge der Ewenki-Tungusen Nordsibiriens. Düsseldorf: Eugen Diederichs Verlag, 1993.

89. Potapow L.P. Die Schamanentrommel bei den altaischen Völkerschaften // Glaubenswelt und Folklore der sibirischen Völkern / Ed. V. Diószegi. Budapest: Akadémiai Kiado, 1963. S. 223–256.

90. Shirokogoroff S.M. Psyсhomental Complex of the Tungus. L.: Trubner & Co, 1935.

До последнего листка. Геногеографы воссоздают генеалогическое древо народов

Большая карта “Народы России и сопредельных стран” на видном месте в кабинете заведующего лабораторией геномной географии Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН профессора РАН Олега Балановского испещрена многочисленными пометками и имеет массу обозначений. А каждая точка на ней — свидетельство проведенной экспедиции, продолжительностью в несколько недель, для сбора образцов ДНК у приблизительно 100 представителей коренного населения данной территории. Исследования ведутся почти 20 лет: первая экспедиция состоялась в 1997 году, а всего их было уже более 50. Собранные образцы составили биобанк, который сегодня содержит свыше 25 000 образцов из более чем 250 популяций (см. карту). Это самая крупная в мире коллекция ДНК коренного населения Северной Евразии. Проект просто гигантский, он осуществляется при поддержке Российского научного фонда и предусматривает анализ собранных образцов с помощью самого современного подхода — полного секвенирования (расшифровки генома) отдельно взятой хромосомы.

— Как проводятся эти исследования, что удается выяснить геногеографам?

— По последней переписи в России более 200 народов и народностей, многие из них состоят из различных региональных популяций, — рассказывает Олег Павлович. — Чтобы изучить генофонд народа и по биологическому отражению истории происхождения народа понять саму эту историю, необходимо собрать образцы представителей отдельных популяций, групп населения и сравнить их. Это поможет определить состав генофонда народа, узнать, в результате каких событий он образовался, как со временем менялся. Таковы фундаментальные вопросы геногеографии. Даже школьники знают, что население Мексики образовалось от смешения индейцев-аборигенов и завоевателей испанцев. И точно такой же ответ получили генетики в 1990-е годы, проведя анализ мутаций митохондриальной ДНК и Y-хромосомы. А благодаря тому, что митохондриальная ДНК наследуется по женской линии, а Y-хромосома по мужской, “школьный” ответ удалось дополнить: испанский вклад привнесли в основном мужчины, а местный — индианки. С тех пор ученые применяют этот перспективный метод, чтобы распутать множество “узелков” в происхождении народов, особенно это важно при отсутствии письменных источников. Если же взять историю человечества в целом, то в “генетический бинокль” лучше всего можно разглядеть ее первые этапы (десятки тысяч лет тому назад). Но чем ближе к современности, тем гуще “туман” — и мы не знаем, какие происходили миграции и демографические процессы. 

Получить ответы на эти и многие другие вопросы помогает геногеография. Она развивается с начала прошлого века и пережила несколько научных революций. Предпоследняя, произошедшая на рубеже столетий, связана с внедрением в исследования генофондов Y-хромосомы — единственной, которая наследуется строго по отцовской линии (от отца к сыну) и не перетасовывается в каждом новом поколении. Она позволила превратить генетический бинокль в микроскоп, выявляющий различия даже между очень похожими генофондами и обнаруживающий следы недавних событий. Мутации Y-хромосомы происходят непрерывно в каждом поколении, поэтому генетически сын отличается от отца. Так складывается своего рода генетическая летопись — удобное для анализа собрание генетического материала, в который вписываются всё новые мутации. Теперь, сравнивая хромосомы разных людей, можно установить общее происхождение популяции. А зная, с какой скоростью идут мутации, датировать демографические события в истории популяции. Последняя революция в генетике случилась три года назад. Открылась возможность полного секвенирования Y-хромосомы, так что сегодня можно изучать не 10 мутаций, как раньше, а 10 миллионов нуклеотидов, каждый из которых потенциально мог мутировать. Благодаря этому новые мутации стали открывать не один раз в несколько месяцев, а ежедневно и тысячами.

И если все человечество представить в виде огромного, могучего дерева, то каждый человек со своей Y-хромосомой — это листок, а группы людей, происходящих от не очень давних предков, — тонкие сучки. Ветви — предки тысячелетнего возраста, а самые древние — стволы. И если раньше мы могли различать мутации только “стволов” и самых толстых “ветвей”, то с появлением этого столь необходимого инструмента обнаруживаем мутации, характерные для тончайших ветвей и листиков. Все равно, что вместо старых очков вы смотрите в электронный микроскоп. Теперь мы можем узнать, куда мигрировали отдельные племена, где численность населения росла, а где падала и когда все это происходило.

На юге Западной Сибири живет группа населения, называющая себя сибирскими татарами. У историков и этнографов существуют различные теории их происхождения, а генетика из-за отсутствия точных маркеров раньше не могла внести свою лепту. Зато сегодня удалось выяснить, что популяции сибирских татар, обосновавшиеся в разных районах, имеют разное происхождение. Одни группы происходят от самого древнего населения Западной Сибири, генофонд других обнаружился в Южной Сибири, а корни третьих — на Кавказе. Получается, что родословная сибирских татар сложилась в результате переплетения не менее десятка ветвей.  

Метод секвенирования Y-хромосомы оказался даже более эффективен, чем рассчитывали ученые. С помощью гранта РНФ мы сначала исследуем небольшое количество образцов и открываем новые мутации, каждая из которых является маркером определенной веточки. После этого проверяем уже на большом числе образцов всего биобанка, относятся ли они к этой отдельно взятой веточке или нет. В результате составляются геногеографические карты распространения каждой веточки по всей Северной Евразии.

Исследования включают несколько блоков. Например, нам удалось определить, с какой скоростью происходят мутации. Для этого изучили генеалогию одного из родов казахов. Традиционная генеалогия возводит его к одному основателю и указывает положение каждого члена рода на общем дереве. Провели генетический анализ — и генетическое дерево точно совпало со сведениями, почерпнутыми из легенд. Род этот произошел от одного предка, и, зная из письменных анналов время его жизни, а из генетического дерева — число произошедших после него мутаций, нетрудно было рассчитать скорость мутирования. 

Отмечу, что не только ученые академии стремятся прояснить происхождение народов, но и генетики-любители. Они ведут генеалогические и генетические исследования и, занимаясь какой-то одной веточкой Y-хромосомы, достигают в ней глубины познаний, которой порой позавидует и профессионал. Но в то же время пышным цветом распустилась лженаука, на полном серьезе доказывающая, например, что русские являются самыми что ни на есть истинными ариями, потому что в России и в Северной Индии чаще всего встречается одна и та же ветвь Y-хромосомы. Достаточно любителю забыть всего две вещи: что народ — это не столько его генофонд (биологическое), сколько самосознание (социальное) и что генофонд, как ковер, соткан из множества веточек Y-хромосомы, как он (любитель) соскальзывает в сферу лженауки, объявляя веточку Y-хромосомы сперва родом, а потом и народом. Долгое время между академической наукой, а также гражданской (“народной”) наукой и лженаукой существовало взаимное непонимание, но сейчас произошло размежевание, предпринята попытка все расставить по своим местам. Нам даже удалось наладить сотрудничество с энтузиастами-любителями. Вместе мы подготовили статью, которую сегодня направляем в ведущий иностранный журнал. Она посвящена существующему и поныне на территории нашей страны древнейшему стволу Y-хромосомного дерева, от которого 15-25 тысяч лет назад произошли все индейцы Америки. Мы проследили историю одной из ветвей этого ствола на протяжении 20 тысяч лет и выяснили, что 4000 лет назад одна из его веточек появилась в Европе, где встречается и сейчас — один вариант у народов северо-западной Европы, другой — у евреев-ашкенази.

— Можно ли использовать добытое вами новое знание?

— Оно имеет значение не только для фундаментальной науки, возможно и его практическое применение. Например, для развития так называемой фармакогеномики. Известно, что в зависимости от генов одно и то же лекарство действует по-разному. Чтобы определить его оптимальную дозировку, сначала надо бы разобраться в геноме пациента, однако секвенирование генома по карману редкому больному. И тут на помощь могут прийти знания о генофондах разных народов, с какой частотой у них встречаются те или иные генетические варианты. В результате, скажем, якуты и чеченцы будут принимать один и тот же препарат, но в разных дозах. 

Еще одна сфера применения — криминалистика. Нередко у следствия нет никаких данных, кроме генетического материала с места преступления. Но по нему можно выяснить, к народонаселению какой территории принадлежит предполагаемый преступник — очень важная для следствия зацепка. В нашем активе несколько громких процессов, для которых начальной точкой послужили именно указания сотрудников нашей лаборатории. Следственный комитет каждый месяц обращается к нам за помощью, и если ранее мы предоставляли лишь приблизительную информацию, то сегодня, во многом благодаря гранту РНФ, постепенно учимся ее конкретизировать, уточнять — и тем самым можем сузить поиск подозреваемого.

— Почему, по вашему мнению, РНФ отдал предпочтение вашей заявке на грант?

— Думаю, фонд оценил, насколько важно применение Y-хромосомы при изучении генофонда человека именно сегодня, когда эти исследования находятся в фазе экспоненциального подъема. Средства, вложенные сейчас в анализ Y-хромосомы, дадут 10-кратное повышение точности при изу-чении происхождения разных групп населения, что недостижимо в других областях науки или при использовании других хромосом. 

— Будете ли вы продолжать этот проект?

— В прошлом году при поддержке РНФ вышла наша статья, посвященная генофонду славян. Впервые удалось выяснить, какие группы населения смешались и в каком соотношении, как сформировался нынешний генофонд русских, поляков, сербов… Результаты оказались несколько неожиданными. Картина предстала такая: в современном генофонде славян собственно славянским можно считать всего лишь верхний слой, как завиток глазури на торте. А его “начинка” — генофонд — сформировался в результате событий, произошедших задолго до появления славян. Ведь на момент прихода славян в Восточную Европу или на Балканы здесь уже жили некие племена. Таких миграций было очень много, и каждое новое переселение оказывало влияние на генофонд, добавляя очередной слой в начинке торта. Нам удалось показать насколько тонок слой славянской “глазури” и какой мощной предстает “начинка”. Так постепенно мы начинаем ориентироваться в хитросплетениях собственной истории, устанавливая факты тысячелетней давности. 

И если РНФ, как мы надеемся, продлит грант еще на два года, мы сможет разобраться в запутанной истории происхождения русских, других славянских и неславянских народов Восточной Европы, очистив ее от домыслов лженауки. Сосредоточимся как раз на той ветви Y-хромосомы, которая встречается у каждого второго русского или поляка, но которая столь же часта и на Алтае, и в Таджикистане, и в северной Индии. Уверен, после трех лет напряженной работы по другим ветвям и, как следствие, десятка уже подготовленных публикаций в ведущих отечественных и зарубежных изданиях мы в состоянии расколоть и этот “крепкий орешек”. Наша главная задача — уже не столько описание генофонда, сколько понимание причин, вызывающих в нем перемены.

— Распространены ли такие исследования в мире?

— В России с десяток лабораторий используют в виде маркера Y-хромосому, а за рубежом их несколько сотен. Наша лаборатория, во многом благодаря поддержке РНФ, вошла в узкий круг, состоящий из четырех-пяти ведущих мировых коллективов, в основном из Англии и США, которые ведут исследования Y-хромосомы полногеномными методами и формируют стандарты в этой области науки. 

Теги

СМИ о Фонде, Биология

Центр науки о деревьях | Дендрарий Мортона

Наука

Дендрарий Мортона является всемирно известным научным лидером, разрабатывающим далеко идущие решения в области науки о деревьях и исследованиях. Центр науки о деревьях является центром этой важной работы.

Команда Центра науки о деревьях, состоящая из более чем 30 ученых, сотрудничает с коллегами по всему миру, делясь научными знаниями и техническим опытом для обеспечения будущего деревьев. Центр создает научные сети и делится исследовательскими ресурсами для разработки новых решений проблем, с которыми сталкиваются деревья, а также обучает следующее поколение лидеров в области науки о деревьях.

Понимание эволюции, распространения и таксономии деревьев

Устойчивость и адаптация к вредителям, патогенам, землепользованию и изменению климата

Расширение знаний и защита генетического и видового разнообразия в коллекциях деревьев и на местах

Поддержание среды обитания деревьев, экосистемных процессов и экосистемных услуг

Повышение эффективности деревьев и растений как зеленой инфраструктуры для улучшения здоровья и красоты городов и поселков

Разработка инженерных инструментов, баз данных, биологических архивов, исследовательских платформ и новых методов исследования

Осведомленность населения о разнообразии, функциях и значении деревьев для природы и общества

Наука о деревьях в действии

«Ворота в науку о деревьях» — это интерактивная выставка под открытым небом, созданная для того, чтобы воплотить в жизнь науку о деревьях и исследования дендрария Мортона. Выставка предоставляет полезную информацию и постоянные демонстрации в режиме реального времени, предназначенные для обучения профессионалов, домовладельцев и других лиц передовым методам ухода за деревьями.

Узнать больше: Наука о деревьях в действии

Исследовательские проекты

Центр науки о деревьях развивает новые знания в области экологии, эволюции и биологии деревьев. Эти знания способствуют техническому опыту и действиям, поддерживая устойчивый рост и управление деревьями в искусственной среде, природных ландшафтах и ​​коллекциях растений. Центр также разрабатывает и создает исследовательские ресурсы для долгосрочного изучения деревьев.

Посмотреть проекты

Научный персонал

Исследовательский персонал в области лесоводства, экологии леса, природоохранной биологии, эволюции и систематики делает Центр науки о деревьях интересным и интересным местом для комплексного изучения деревьев. Работая вместе в команде, оттачивая глубокие знания специализированного опыта, ученые Arboretum развивают более глубокое понимание деревьев и способов управления ими и их сохранения.

Познакомьтесь с экспертами

Присоединяйтесь

Центр науки о деревьях расширяет свою деятельность за счет совместных исследований и поддержки программ поддержки студентов и специалистов.

Исследовательский опыт для студентов

Опыт для студентов, чтобы изучить решения для изменения климата, биоразнообразия, управления ресурсами и городской жизни.

Комплексная программа наставничества

Возможность учиться и сотрудничать на протяжении всей карьеры специалиста по деревьям.

Центр научных мероприятий о деревьях

В Центре проводятся профессиональные встречи, научные семинары, исследовательские тренинги и презентации Tree Talk.

Collaborative Network

Совместная сеть Center for Tree Science объединяет научных сотрудников из садов, университетов, промышленности и некоммерческих организаций со всего мира. Эти ученые привносят свой опыт в Центр через контрактную работу или особые отношения, установленные между Дендрарием и их родными учреждениями.

Узнать больше: Совместная сеть

Слайдер

• Перепись деревьев региона Чикаго

• Глобальное сохранение деревьев

• Коллекции деревьев и растений

• Преимущества деревьев

Поддержите Дендрарий

Сделайте подарок сегодня, чтобы поддержать глобальную науку о деревьях и усилия по их сохранению.

Сделать пожертвование

Разговаривают ли деревья друг с другом? | Наука

В тропических лесах Британской Колумбии, где пихты Дугласа поднимаются на высоту более 160 футов, растут 23 местных вида деревьев.
Диана Маркосян

Я иду в Эйфельских горах на западе Германии, через соборные рощи из дубов и буков, и возникает странное ощущение, будто я попал в сказку. Деревья стали ярко живыми и заряжены удивлением. Они общаются друг с другом, для начала. Они вовлечены в ужасную борьбу и бросающие вызов смерти драмы. Чтобы достичь огромных размеров, они зависят от сложной паутины отношений, союзов и сетей родства.

Мудрые старые деревья-матери подкармливают свои саженцы жидким сахаром и предупреждают соседей об опасности. Безрассудные подростки безрассудно рискуют, сбрасывая листья, гоняясь за светом и злоупотребляя алкоголем, и обычно расплачиваются за это своей жизнью. Наследные принцы ждут падения старых монархов, чтобы занять свое место во всей красе солнечного света. Все это происходит в сверхзамедленной съемке, то есть в дереве времени, так что то, что мы видим, является стоп-кадром действия.

Мой проводник — что-то вроде заклинателя деревьев. Петер Волллебен, немецкий лесник и писатель, обладает редким пониманием внутренней жизни деревьев и может описать ее доступным, выразительным языком. Он стоит очень высокий и прямой, как деревья, которыми он больше всего восхищается, и в это холодное ясное утро голубизна его глаз в точности совпадает с голубизной неба. Воллебен посвятил свою жизнь изучению деревьев и уходу за ними. Он управляет этим лесом как заповедником и живет со своей женой Мириам в деревенской хижине недалеко от отдаленной деревни Хюммель.

Сейчас, в возрасте 53 лет, он стал неожиданной сенсацией для издателей. Его книга «Скрытая жизнь деревьев: что они чувствуют, как они общаются » , написанная по настоянию его жены, была продана тиражом более 800 000 экземпляров в Германии и теперь входит в списки бестселлеров в 11 других странах, включая США. и Канада. (Воллебен обратил внимание и на другие живые существа в своем недавно выпущенном переводе « Внутренняя жизнь животных ».)

Воллебен рассматривает лес как суперорганизм уникальных индивидуумов. Одно буковое дерево может жить 400 лет и производить 1,8 миллиона буковых орехов.

Диана Маркосян

Произошла революция в научном понимании деревьев, и Волллебен стал первым писателем, донесшим свои изумления до широкой публики. Последние научные исследования, проведенные в уважаемых университетах Германии и всего мира, подтверждают то, о чем он давно подозревал, внимательно наблюдая за этим лесом: деревья гораздо более бдительны, общительны, сложны и даже умны, чем мы думали.

Своими большими зелеными ботинками, хрустящими по свежему снегу, и каплей росы, ловящей солнечный свет на кончике его длинного носа, Волллебен подводит меня к двум массивным букам, растущим рядом друг с другом. Он указывает на их скелетные зимние короны, которые, кажется, стараются не вторгаться в пространство друг друга. «Эти двое — старые друзья, — говорит он. «Они очень бережно относятся к солнечному свету, и их корневые системы тесно связаны между собой. В таких случаях, когда один умирает, другой обычно умирает вскоре после этого, потому что они зависят друг от друга».

Со времен Дарвина мы обычно думали о деревьях как о стремящихся, обособленных одиночках, конкурирующих за воду, питательные вещества и солнечный свет, где победители затеняют проигравших и высасывают их досуха. Лесная промышленность, в частности, рассматривает леса как систему производства древесины и поле битвы за выживание сильнейших.

В настоящее время имеется значительное количество научных данных, опровергающих эту идею. Вместо этого он показывает, что деревья одного и того же вида являются общими и часто образуют союзы с деревьями других видов. Лесные деревья эволюционировали, чтобы жить в кооперативных, взаимозависимых отношениях, поддерживаемых общением и коллективным разумом, подобным колонии насекомых. Эти парящие колонны из живого дерева притягивают взгляд к своим раскидистым кронам, но настоящее действие происходит под землей, всего в нескольких дюймах под нашими ногами.

«Некоторые называют это «лесной паутиной», — говорит Волллебен по-английски с немецким акцентом. «Все деревья здесь и в каждом не слишком поврежденном лесу связаны друг с другом подземными грибковыми сетями. Деревья обмениваются водой и питательными веществами через сети, а также используют их для общения. Например, они посылают сигналы бедствия о засухе и болезнях или нападениях насекомых, а другие деревья меняют свое поведение, когда получают эти сообщения».

Ученые называют эти сети микоризными. Тонкие волосовидные кончики корней деревьев соединяются с микроскопическими грибковыми нитями, образуя основные звенья сети, которая, по-видимому, действует как симбиотические отношения между деревьями и грибами или, возможно, как экономический обмен. В качестве своеобразной платы за услуги грибы потребляют около 30 процентов сахара, который деревья фотосинтезируют под действием солнечного света. Сахар — это то, что подпитывает грибы, поскольку они очищают почву от азота, фосфора и других минеральных питательных веществ, которые затем поглощаются и потребляются деревьями.

Скрытая жизнь деревьев: что они чувствуют, как общаются — открытия из тайного мира (Тайны природы, 1)

Являются ли деревья социальными существами? В этом международном бестселлере лесник и автор Питер Волллебен убедительно доказывает, что да, лес — это социальная сеть.

Для молодых саженцев в глубоко затененной части леса сеть является буквально спасательным кругом. Не имея солнечного света для фотосинтеза, они выживают благодаря тому, что большие деревья, в том числе их родители, через сеть закачивают сахар в свои корни. Воллебен любит говорить, что материнские деревья «вскармливают своих детенышей», что одновременно и растягивает метафору, и ярко передает суть.

Однажды в этом лесу он наткнулся на гигантский буковый пень, четыре или пять футов в диаметре. Дерево было срублено 400 или 500 лет назад, но, соскоблив перочинным ножом поверхность, Вольлебен обнаружил нечто удивительное: пень все еще был зеленым от хлорофилла. Было только одно объяснение. Окружающие буки поддерживали его жизнь, перекачивая в него по сети сахар. «Когда буки делают это, они напоминают мне слонов», — говорит он. «Они не хотят бросать своих мертвецов, особенно когда это большой, старый, уважаемый матриарх».

Для общения через сеть деревья посылают химические, гормональные и медленно пульсирующие электрические сигналы, которые ученые только начинают расшифровывать. Эдвард Фармер из Университета Лозанны в Швейцарии изучал электрические импульсы и определил систему передачи сигналов, основанную на напряжении, которая поразительно похожа на нервную систему животных (хотя он не предполагает, что у растений есть нейроны или мозг). Тревога и бедствие, по-видимому, являются основными темами разговоров о деревьях, хотя Воллебен задается вопросом, не об этом ли они говорят. «Что говорят деревья, когда нет опасности и они чувствуют себя довольными? Это я хотел бы знать. Моника Гальяно из Университета Западной Австралии собрала доказательства того, что некоторые растения могут также издавать и обнаруживать звуки, и в частности, потрескивание корней на частоте 220 герц, неслышимое для человека.

Деревья также общаются по воздуху, используя феромоны и другие запаховые сигналы. Любимый пример Воллебена происходит в жарких, пыльных саваннах Африки к югу от Сахары, где символическим деревом является зонтичная акация с широкой короной. Когда жираф начинает жевать листья акации, дерево замечает травму и подает сигнал бедствия в виде газа этилена. Обнаружив этот газ, соседние акации начинают выделять дубильные вещества в свои листья. В достаточно больших количествах эти соединения могут вызвать заболевание или даже убить крупных травоядных.

Жирафы, однако, знают об этом, эволюционировав вместе с акациями, и именно поэтому они пасутся по ветру, поэтому предупредительный газ не достигает деревьев впереди них. Если ветра нет, жираф обычно проходит 100 ярдов — дальше, чем газ этилен может пройти в неподвижном воздухе, — прежде чем питаться следующей акацией. Жирафы, можно сказать, знают, что деревья разговаривают друг с другом.

Деревья могут улавливать запахи через свои листья, что для Воллебена квалифицируется как обоняние. У них также есть чувство вкуса. Например, когда вязы и сосны подвергаются нападению гусениц-листоедов, они обнаруживают слюну гусениц и выделяют феромоны, привлекающие ос-паразитов. Осы откладывают яйца внутрь гусениц, а личинки ос поедают гусениц изнутри. «Очень неприятно для гусениц, — говорит Воллебен. «Очень умно с деревьями».

Недавнее исследование, проведенное Лейпцигским университетом и Немецким центром комплексных исследований биоразнообразия, показывает, что деревья знают вкус оленьей слюны. «Когда олень кусает ветку, дерево приносит защитные химические вещества, которые делают листья неприятными на вкус», — говорит он. «Когда человек ломает ветку руками, дерево понимает разницу и приносит вещества, чтобы залечить рану».

Наши ботинки хрустят по блестящему снегу. Время от времени я думаю о возражениях против антропоморфных метафор Волллебена, но чаще я чувствую, что мое невежество и слепота отступают. Раньше я никогда не смотрел на деревья и не думал о жизни с их точки зрения. Я воспринимал деревья как должное, что больше никогда не было бы возможно.

Воллебен сравнивает буки со стадом слонов: «Они заботятся о своих, помогают больным и даже не хотят бросать своих мертвецов».

Диана Маркосян

Мы добираемся до места, которое он называет «классом». Молодые буковые деревья по-своему решают основную проблему своего существования. Как и любое дерево, они жаждут солнечного света, но здесь, под кронами деревьев, доступно только 3 процента света в лесу. Одно дерево — «классовый клоун». Его ствол изгибается и изгибается, «делая глупости», пытаясь достичь большего количества света, вместо того, чтобы стать прямым, верным и терпеливым, как его более разумные одноклассники. «Неважно, что его кормит мать, этот клоун умрет», — говорит Волллебен.

Еще одно дерево отращивает две абсурдно длинные боковые ветви, чтобы достичь света, проникающего через маленькую щель в кроне. Воллебен отвергает это как «глупое и отчаянное решение», которое обязательно приведет к будущему дисбалансу и фатальному краху. Он заставляет эти промахи выглядеть как сознательные, разумные решения, тогда как на самом деле они являются вариациями в том, как естественный отбор организовал бездумную гормональную командную систему дерева. Воллебен это, конечно, знает, но его главная цель — заинтересовать людей жизнью деревьев, в надежде, что они защитят леса от разрушительных рубок и других угроз.

Вольлебен раньше был хладнокровным палачом деревьев и лесов. Его обучение диктовало это. В школе лесоводства его учили, что деревья нужно прореживать, что крайне важно распылять пестициды и гербициды с вертолета, а тяжелая техника — лучшее лесозаготовительное оборудование, даже несмотря на то, что она рвет почву и разрывает микоризу. Более 20 лет он работал так, считая, что это лучше всего подходит для лесов, которые он любил с детства.

Он начал сомневаться в ортодоксальности своей профессии после посещения нескольких частных лесов в Германии, которые не подвергались прореживанию, опрыскиванию или вырубке машинами. «Деревья были намного больше и многочисленнее», — говорит он. «Чтобы получить хорошую прибыль, нужно было срубить очень мало деревьев, и это было сделано с использованием лошадей, чтобы свести к минимуму воздействие».

В то же время он читал ранние исследования о микоризе и материнских деревьях, а также исследования о коммуникации между деревьями, проведенные в Китае, Австралии, США, Великобритании и Южной Африке. Когда ему приказали вырубить лес возле его родной деревни Хюммель — сказочный лес, по которому мы гуляли все утро, — он придумывал отговорки и несколько лет уклонялся от ответа. Затем, в 2002 году, он отправился к сельским жителям и совершил великий подвиг убеждения.

Выслушав его аргументы, они согласились отказаться от своих доходов от продажи древесины, превратить лес в природный заповедник и позволить ему постепенно вернуться к своему первозданному великолепию. В 2006 году Волллебен оставил свою работу в государственном лесном хозяйстве, чтобы стать управляющим старым буковым лесом в городе. И Вольлебен, и сельские жители, возможно, прониклись старым немецким романтизмом о чистоте лесов.

Чтобы получить доход, он создал кладбище из дикого леса, где любители природы платят за кремированные останки для захоронения в простых урнах. «Деревья продаются как живые надгробия», — говорит он. Есть легкая конная вырубка, и посетители также платят за экскурсии по лесу. В течение многих лет Воллебен сам проводил эти туры, используя живые, яркие, эмоциональные фразы, чтобы драматизировать в значительной степени непостижимую, сверхмедленную жизнь деревьев. Людям это так понравилось, что жена Волллебена убедила его написать книгу в том же духе.

Некоторые ученые бросили ему вызов, но его самые сильные обличители — немецкие коммерческие лесоводы, чьи методы он ставит под сомнение. «Они не оспаривают мои факты, потому что я цитирую все свои научные источники», — говорит он. «Вместо этого они говорят, что я «эзотерик», что является очень плохим словом в их культуре. И они называют меня «деревообнимателем», что не соответствует действительности. Я не верю, что деревья реагируют на объятия».

**********

В пяти тысячах миль,   в Университете Британской Колумбии в Ванкувере Сюзанна Симард и ее аспиранты делают удивительные новые открытия о чувствительности и взаимосвязи деревьев в Тихоокеанские тропические леса умеренного пояса на западе Северной Америки. По мнению Симарда, профессора лесной экологии, их исследования выявляют ограниченность самого западного научного метода.

Сюзанна Симард (в лесу Ванкувера) использует научные инструменты, чтобы раскрыть скрытую реальность общения деревьев со своими сородичами.

Диана Маркосян

Симард — теплый, дружелюбный, открытый тип с прямыми светлыми волосами и канадским акцентом. В научном сообществе она наиболее известна своими обширными исследованиями микоризных сетей и выявлением связанных гиперссылками «центральных деревьев», как она называет их в научных статьях, или «материнских деревьев», как она предпочитает в разговоре. Питер Воллебен широко ссылается на ее исследования в своей книге.

Материнские деревья — самые большие и старые деревья в лесу с наибольшим количеством грибковых соединений. Они не обязательно женщины, но Симард видит в них заботливую, поддерживающую, материнскую роль. Своими глубокими корнями они втягивают воду и делают ее доступной для саженцев с неглубокими корнями. Они помогают соседним деревьям, посылая им питательные вещества, а когда соседи испытывают трудности, материнские деревья обнаруживают их сигналы бедствия и соответственно увеличивают поток питательных веществ.

В лаборатории лесной экологии на территории кампуса аспирантка Аманда Асей изучает распознавание родства в елях Дугласа. (Эколог Брайан Пиклз из Университета Рединга в Англии был ведущим автором и сотрудником Асая и других в этом проекте.) Используя саженцы, Асай и его коллеги-исследователи показали, что родственные пары деревьев узнают кончики корней своих родственников среди кончиков корней. неродственных сеянцев и, по-видимому, отдает им предпочтение благодаря углероду, поступающему через микоризные сети. «Мы не знаем, как они это делают, — говорит Симард. «Возможно, по запаху, но где в корнях деревьев обонятельные рецепторы? Мы понятия не имеем».

Другой аспирант, Аллен Ларок, выделяет изотопы азота лосося в образцах грибов, взятых недалеко от Белла Белла, отдаленной островной деревни у центрального побережья Британской Колумбии. Его команда изучает деревья, которые растут возле лососевых ручьев. «К счастью для нас, азот лосося имеет очень характерную химическую характеристику, и его легко отследить», — говорит он. «Мы знаем, что медведи сидят под деревьями и едят лосося, а туши оставляют там. Мы обнаружили, что деревья поглощают азот лосося, а затем делятся им друг с другом через сеть. Это взаимосвязанная система: рыба-лес-гриб».

Ларок задается вопросом, какая метафора лучше всего подходит для этих обменов и для потока питательных веществ от материнских деревьев к их соседям и потомству. «Это праздник любви хиппи? Это экономические отношения? Или материнские деревья просто становятся негерметичными, когда стареют? Я думаю, что все эти вещи происходят, но мы не знаем».

По мнению Ларока, ученые только начинают изучать язык деревьев. «Мы не знаем, что они говорят с феромонами большую часть времени. Мы не знаем, как они общаются внутри своих тел. У них нет нервной системы, но они все равно могут чувствовать, что происходит, и испытывать что-то похожее на боль. Когда дерево рубят, оно посылает электрические сигналы, как раненая человеческая ткань».

За сэндвичем в кампусе, где Ларок внимательно слушает, Симард рассказывает о своем недовольстве западной наукой. «Мы не задаем хороших вопросов о взаимосвязанности леса, потому что все мы обучены редукционистам. Мы разбираем его на части и изучаем по одному процессу за раз, хотя знаем, что эти процессы не происходят изолированно. Когда я иду в лес, я чувствую дух всего этого, все работает вместе в гармонии, но у нас нет способа отобразить или измерить это. Мы даже не можем нанести на карту микоризные сети. Одна чайная ложка лесной почвы содержит несколько миль грибковых нитей».

После обеда она отводит меня в великолепную старую рощу, где растут западные красные кедры, крупнолистные клены, болиголовы и дугласовы ели. Идя в лес, ее лицо светлеет, ноздри раздуваются, когда она вдыхает прохладный, влажный, ароматный воздух.

Она указывает на массивного, пронзающего облака великана с длинными рыхлыми полосами сероватой коры. «Этому красному кедру, наверное, 1000 лет, — говорит она. «Это материнское дерево для других кедров здесь, и оно также связано с кленами. Кедр и клен входят в одну сеть, болиголов и пихта Дугласа — в другую».

Лесные сети питают дождевые системы, каждое дерево ежегодно выпускает в воздух десятки тысяч галлонов воды.

Диана Маркосян

Почему деревья делятся ресурсами и образуют союзы с деревьями других видов? Разве закон естественного отбора не предполагает, что они должны конкурировать? «На самом деле, для деревьев не имеет эволюционного смысла вести себя как индивидуалисты, хватающиеся за ресурсы», — говорит она. «Они живут дольше всех и размножаются чаще всего в здоровом стабильном лесу. Вот почему они эволюционировали, чтобы помогать своим соседям».

Если соседние деревья продолжают умирать, в защитном пологе леса появляются бреши. При увеличении количества солнечного света деревья, оставшиеся стоять, могут фотосинтезировать больше сахара и расти быстрее, но, по словам Симарда, они также более уязвимы и недолговечны. Микоризная опорная система ослабевает. Летом на нежную лесную подстилку попадает больше жарких солнечных лучей, нагревая и высушивая прохладный, влажный, равномерно регулируемый микроклимат, предпочитаемый такими лесными деревьями. Вредные ветры могут легче проникать в лес, а без крон соседних деревьев, от которых можно было бы стабилизироваться, вероятность быть вырванным с корнем увеличивается.

Глядя на этих древних гигантов с их сросшимися коронами, невероятно созерцать все, что они пережили и пережили вместе на протяжении веков. Смертельные угрозы прибывают во многих формах: ураганы, ледяные бури, удары молнии, лесные пожары, засухи, наводнения, множество постоянно развивающихся болезней, стаи прожорливых насекомых.

Нежные молодые саженцы легко поедаются пасущимися млекопитающими. Враждебные грибы — это постоянная угроза, ожидающая возможности воспользоваться раной или слабостью и начать пожирать плоть дерева. Исследования Симарда показывают, что материнские деревья являются жизненно важной защитой от многих из этих угроз; когда в лесу вырубаются самые большие и старые деревья, выживаемость молодых деревьев существенно снижается.

Не в силах уйти от опасности, в катастрофическом количестве попадая под потребность человечества в земле и пиломатериалах, лесные деревья также сталкиваются с угрозой ускорения изменения климата, и это является новым важным направлением работы Симарда. Недавно она начала 100-летний эксперимент с пихтами Дугласа, соснами пондероза, скальными соснами и западной лиственницей в 24 различных местах Канады. Она называет это Проектом Материнского Дерева.

Когда ее попросили обобщить цели, она ответила: «Как сохранить материнские деревья при вырубке леса и использовать их для создания устойчивых лесов в эпоху быстрых изменений климата? Должны ли мы способствовать миграции леса, распространяя семена? Должны ли мы комбинировать генотипы, чтобы сеянцы были менее уязвимы к морозам и хищникам в новых регионах? Я перешел черту, я полагаю. Это способ вернуть то, что дали мне леса, то есть дух, цельность, причину быть».

**********

Не все ученые согласны с новыми заявлениями о деревьях. Там, где Симард видит сотрудничество и обмен, ее критики видят эгоистичный, случайный и оппортунистический обмен. Стивен Вудворд, ботаник из Абердинского университета в Шотландии, предостерегает от идеи, что деревья, подвергшиеся нападению насекомых, общаются друг с другом, по крайней мере, как мы понимаем это с точки зрения человека. «Они ни к чему не посылают эти сигналы, — говорит Вудворд. «Они испускают химические вещества, вызывающие бедствие. Его подхватывают другие деревья. Нет намерения предупреждать».

Линкольн Тайз, бывший профессор биологии растений Калифорнийского университета в Санта-Круз и соредактор учебника Физиология и развитие растений , считает исследование Симарда «захватывающим» и «выдающимся», но не видит доказательств что взаимодействия между деревьями «преднамеренно или целенаправленно осуществляются». И в этом не было бы необходимости. «Каждый отдельный корень и каждая грибковая нить генетически запрограммированы естественным отбором на автоматическое выполнение своей работы, — пишет он по электронной почте, — поэтому не требуется никакого общего сознания или целеустремленности». Следует отметить, что Симар никогда не утверждала, что деревья обладают сознанием или намерением, хотя то, как она пишет и говорит о них, заставляет это звучать именно так.

Таиз считает, что люди фатально восприимчивы к мифологии думающих, чувствующих, говорящих деревьев. В Древней Греции деревья передавали пророчества. В средневековой Ирландии нашептывали ненадежные подсказки к золоту лепреконов. Говорящие деревья снимались во многих голливудских фильмах, от Волшебник страны Оз до Властелин колец и Аватар . Таиз видит тот же старый мифологический импульс, лежащий в основе некоторых новых заявлений о коммуникации и интеллекте деревьев, а также об успехе книги Воллебена и выступления Симарда на конференции TED «Как деревья разговаривают друг с другом», которые набрали более двух миллионов просмотров в Интернете.

В 2007 году Таиз и 32 других ученых-растения опубликовали нападки на возникающую идею о том, что растения и деревья обладают разумом. Он готов «быть либеральным и согласиться с идеей» о том, что деревья обладают «роевым интеллектом», но считает, что это ничего не дает нашему пониманию и ведет нас по ошибочному пути к сознанию и интенциональности деревьев. «Видимость целеустремленности — это иллюзия, как и вера в «разумный замысел». Естественный отбор может объяснить все, что мы знаем о поведении растений».

Из своего дома в Хенли-на-Темзе в Англии выдающийся британский ученый Ричард Форти высказывает аналогичную критику. Сейчас он наполовину вышел на пенсию, работал палеонтологом в Музее естественной истории в Лондоне и приглашенным профессором палеобиологии в Оксфорде. Недавно он опубликовал  The Wood for the Trees , около четырех акров леса, которыми он владеет в Чилтерн-Хиллз. Это магистерская работа, строго очищенная от всех сантиментов и эмоций.

«Материнское дерево, защищающее своих малышей?» — говорит он с легким презрением. «Это настолько антропоморфизировано, что это действительно бесполезно. Дело преувеличено и пронизано витализмом. У деревьев нет воли или намерения. Они решают проблемы, но все это находится под контролем гормонов, и все это эволюционировало в результате естественного отбора».

Узнав, что Симард также обнаруживает духовный аспект в лесах, Форти ужаснулся. «Духовный?» — говорит он так, словно это слово было тараканом на его языке. — О боже, о боже, об этом и говорить нечего. Смотрите, деревья — сетевики. Они общаются по-своему. Что меня беспокоит, так это то, что люди находят это настолько привлекательным, что сразу же делают ошибочные выводы. А именно, что деревья — такие же разумные существа, как и мы».

Известным преступником в этом отношении, по словам Форти, является Питер Воллебен. «В его книге много хороших новых научных данных, и я сочувствую его опасениям, но он описывает деревья так, как будто они обладают сознанием и эмоциями. Его деревья похожи на энтов в толкиеновской девятке. 0103 Властелин колец. »

Когда говорят о критике Фортея, что он описывает деревья так, будто они обладают сознанием и эмоциями, Волллебен улыбается. «Ученые настаивают на том, чтобы язык был очищен от всех эмоций», — говорит он. «Для меня это бесчеловечно, потому что мы эмоциональные существа, и большинству людей читать научный язык чрезвычайно скучно. Замечательное исследование о жирафах и акациях, например, было сделано много лет назад, но оно было написано таким сухим, техническим языком, что большинство людей никогда о нем не слышали».

Первоочередная задача Воллебена — не быть скучным, поэтому он использует приемы эмоционального повествования. Его деревья кричат ​​от жажды, паникуют, играют и скорбят. Они разговаривают, сосут грудь и шалят. Если бы эти слова были заключены в кавычки, чтобы указать на растяжимое метафорическое значение, он, вероятно, избежал бы большей части критики. Но Воллебен не утруждает себя кавычками, потому что это разрушило бы очарование его прозы. «Однажды все кончено», — пишет он о дереве, встречающем свою гибель в лесу. «Ствол ломается, и жизнь дерева подошла к концу. «Наконец-то», вы почти слышите вздох молодых деревьев».

Думает ли он, что деревья обладают формой сознания? «Я не думаю, что у деревьев есть сознательная жизнь, но мы этого не знаем», — говорит он. «Мы должны хотя бы поговорить о правах деревьев. Мы должны рационально и уважительно управлять нашими лесами и позволить некоторым деревьям достойно состариться и умереть естественной смертью». Отбросив рамки осторожного, технического языка науки, он больше, чем кто-либо, преуспел в передаче жизни этих таинственных гигантских существ и в том, чтобы стать их выразителем.

Рекомендуемые видео

«Материнские деревья» разумны: они учатся и помнят

Немногие исследователи оказали влияние на поп-культуру Сюзанны Симар. Эколог из Университета Британской Колумбии был образцом для Патрисии Вестерфорд, спорного ученого-дерево, в романе Ричарда Пауэрса, получившем Пулитцеровскую премию 2019 года, The Overstor y . Работа Симарда также вдохновила Джеймса Кэмерона на видение богоподобного «Древа душ» в его 2009 году.кассовый хит Аватар . Ее исследование широко освещалось в научно-популярном бестселлере 2016 года немецкого лесника Питера Волллебена «Скрытая жизнь деревьев ».

Внимание публики привлекло открытие Симарда о том, что деревья являются социальными существами, которые обмениваются питательными веществами, помогают друг другу и сообщают о насекомых-вредителях и других угрозах окружающей среде.

Предыдущие экологи сосредоточились на том, что происходит на поверхности земли, но Симард использовал радиоактивные изотопы углерода, чтобы проследить, как деревья обмениваются ресурсами и информацией друг с другом через сложно взаимосвязанную сеть микоризных грибов, которые колонизируют корни деревьев. В более поздних работах она нашла доказательства того, что деревья узнают своих сородичей и отдают им львиную долю своей щедрости, особенно когда саженцы наиболее уязвимы.

Первая книга Симарда, В поисках материнского дерева: открытие мудрости леса, , была выпущена издательством Knopf на этой неделе. В нем она утверждает, что леса — это не набор изолированных организмов, а сеть постоянно развивающихся взаимоотношений. По ее словам, люди годами распутывали эту паутину с помощью таких деструктивных методов, как сплошная вырубка и тушение пожаров. Теперь они вызывают изменение климата быстрее, чем деревья могут адаптироваться, что приводит к вымиранию видов и резкому увеличению заражения вредителями, такими как жуки-короеды, которые опустошили леса на западе Северной Америки.

Симард говорит, что люди могут предпринять множество действий, чтобы помочь лесам — крупнейшему наземному поглотителю углерода — восстановиться и тем самым замедлить глобальное потепление. Среди ее самых нетрадиционных идей — ключевая роль, которую древние гиганты, которых она называет «материнскими деревьями», играют в экосистеме, и наша необходимость ревностно защищать их.

[ Отредактированная стенограмма интервью следует за . ]

Авторы и права: Knopf

Люди могут быть удивлены тем, что вы выросли в семье лесорубов, а не в семье любителей деревьев. Как ваше детство в сельской местности Британской Колумбии подготовило вас к жизни ученого?

Проводя время в лесу, как и я в детстве, вы знаете, что все переплетено и накладывается друг на друга, все растет рядом друг с другом. Для меня это всегда было невероятно взаимосвязанное место, хотя в детстве я бы не смог сформулировать это.

Сегодня в Британской Колумбии лесозаготовители приносят в жертву березы и широколиственные деревья, которые, по их мнению, конкурируют за солнце и питательные вещества с елями, которые они заготавливают. Как молодой правительственный специалист по деревьям, вы обнаружили, что березы на самом деле питают саженцы пихт, поддерживая их жизнь.

Верно. Меня послали выяснить, почему некоторые ели на плантациях деревьев чувствуют себя хуже, чем здоровые молодые ели в естественном лесу. Мы обнаружили, что в естественном лесу, чем больше березы затеняли сеянцы пихты Дугласа, тем больше углерода в виде фотосинтетических сахаров березы передавали им через микоризную сеть под землей.

Березы также богаты азотом, который, в свою очередь, поддерживает бактерии, выполняющие всю работу по круговороту питательных веществ и созданию в почве антибиотиков и других химических веществ, противодействующих патогенам и помогающих создать сбалансированную экосистему.

Но разве почвенные бактерии не создают антибиотики для себя, а не для деревьев? Откуда мы знаем, что они помогают деревьям?

Береза ​​поставляет в почву углерод и азот, выделяемые корнями и микоризой, и это дает энергию почвенным бактериям для роста. Один из видов бактерий, произрастающих в ризосфере корней березы, — флуоресцентная псевдомонада. Я провел лабораторные исследования, чтобы показать, что эти бактерии, посеянные с Armillaria ostoyae , патогенный гриб, поражающий пихты и в меньшей степени березы, подавляет рост гриба.

Вы также обнаружили, что березы отдают сахар ели летом через микоризные сети и что пихты возвращают благосклонность, посылая березам пищу весной и осенью, когда у берез нет листьев.

Разве это не круто? У некоторых ученых возникли проблемы с этим: зачем дереву посылать фотосинтезирующие сахара другим видам? И для меня это было так очевидно. Все они помогают друг другу создавать здоровое сообщество, приносящее пользу всем.

Вы хотите сказать, что лесные сообщества в некоторых отношениях более эгалитарны, более эффективны, чем наше собственное общество? Здесь есть уроки?

Верно, они способствуют разнообразию. Исследования показывают, что биоразнообразие ведет к стабильности — оно ведет к устойчивости, и легко понять, почему. Виды сотрудничают. Это синергетическая система. Одно растение обладает высокой способностью к фотосинтезу и питает все почвенные бактерии, фиксирующие азот. Затем есть еще одно растение с глубокими корнями, оно опускается и поднимает воду, которую делит с азотфиксирующим растением, потому что этому азотному растению нужно много воды для выполнения своей деятельности. Так внезапно вся продуктивность экосистемы резко возрастает.

Потому что виды помогают друг другу?

Да, это очень важная концепция, которую нам всем нужно изучить и принять. Это то, что ускользнуло от нас.

Таким образом, сотрудничество столь же важно, если не более важно, чем конкуренция. Нужно ли нам пересматривать наши взгляды на то, как действует природа?

Думаю, да. [Чарльз] Дарвин также понимал важность сотрудничества. Он знал, что растения живут вместе в сообществах, и писал об этом. Просто она никогда не пользовалась такой популярностью, как его теория естественного отбора, основанная на конкуренции.

В наши дни мы смотрим на такие вещи, как геном человека, и понимаем, что большая часть нашей ДНК имеет вирусное или бактериальное происхождение. Теперь мы знаем, что сами являемся консорциумом видов, которые развивались вместе. Так думать становится все больше и больше. Точно так же леса представляют собой многовидовые организации. Культуры аборигенов знали об этих связях и взаимодействиях и о том, насколько они сложны. У людей не всегда был такой редукционистский подход. Это развитие западной науки привело нас к этому.

Вы имеете в виду, что западная наука слишком много внимания уделяла индивидуальному организму и недостаточно — функционированию более крупного сообщества?

Да, но я также думаю, что в науке произошел прогресс. Мы начали очень просто: мы смотрели на отдельные организмы, затем мы смотрели на отдельные виды, затем мы начали смотреть на сообщества видов, затем на экосистемы, а затем на еще более высокие уровни организации. Так западная наука пошла от простого к сложному. Это изменилось естественным образом, когда мы сами стали более изощренными. Он стал более целостным.

Использование вами слова «интеллектуальный» для описания деревьев вызывает споры. Но, похоже, вы делаете еще более радикальное утверждение — что в экосистеме в целом есть «разум».

Вы употребили слово «спорный». Это происходит от того, что я использую человеческий термин для описания высокоразвитой системы, которая работает, структура которой очень похожа на наш мозг. Это не мозг, но они обладают всеми характеристиками интеллекта: поведением, реакциями, восприятием, обучением, архивированием памяти. И через эти сети передаются [химические вещества], такие как глутамат, аминокислота, которая также служит нейротрансмиттером в нашем мозгу. Я называю эту систему «интеллектуальной», потому что это самое подходящее слово, которое я могу найти в английском языке для описания того, что я вижу.

Некоторые люди оспаривают использование вами таких слов, как «память». Какие у нас есть доказательства того, что деревья на самом деле «помнят» то, что с ними произошло?

Память о прошлых событиях хранится в кольцах деревьев и в ДНК семян. Ширина и плотность годичных колец, а также естественное изобилие некоторых изотопов хранят воспоминания об условиях произрастания в предыдущие годы, например, был ли это влажный или сухой год, были ли рядом деревья, или если они ветром, освободив больше места для деревьев, чтобы расти быстрее. В семенах ДНК развивается посредством мутаций, а также эпигенетики, отражающей генетическую адаптацию к изменяющимся условиям окружающей среды.

Вы пишете в книге: «Я узнал гораздо больше, слушая, а не навязывая свою волю и требуя ответов». Можешь об этом поговорить?

Будучи учеными, мы получаем очень хорошую подготовку. Он может быть достаточно жестким. Существуют очень жесткие экспериментальные схемы. Я не мог просто пойти и понаблюдать — мою работу не опубликовали. Мне пришлось использовать эти экспериментальные конструкции — и я это сделал. Но мои наблюдения всегда были так важны для меня, когда я задавал вопросы, которые я задавал. Они всегда исходили из того, как я рос, как я видел лес, что наблюдал.

Ваша последняя исследовательская работа называется «Проект Материнского Дерева». Что такое «материнские деревья»?

Материнские деревья — самые большие и старые деревья в лесу. Они — клей, скрепляющий лес. У них есть гены предыдущего климата; они являются домом для столь многих существ, так много биоразнообразия. Благодаря своей огромной фотосинтетической способности они обеспечивают питанием всю почвенную паутину жизни. Они удерживают углерод в почве и над землей и поддерживают течение воды. Эти древние деревья помогают лесу восстанавливаться после волнений. Мы не можем позволить себе их потерять.

Проект «Материнское дерево» пытается применить эти концепции в реальных лесах, чтобы мы могли начать управлять лесами для устойчивости, биоразнообразия и здоровья, признавая, что мы фактически поставили их на грань краха из-за изменения климата и чрезмерной вырубки. В настоящее время мы работаем в девяти лесах, которые охватывают 900-километровый диапазон от границы США и Канады до форта Сент-Джеймс, который находится примерно на полпути к Британской Колумбии.

Патриция Вестерфорд, персонаж The Overstory , вдохновленный вами, временами впадает в отчаяние. Вы тоже иногда впадаете в уныние?

Конечно знаю. Но у меня нет времени унывать. Когда я начал изучать эти лесные системы, я понял, что то, как они организованы, может очень быстро восстановиться. Вы можете довести их до коллапса, но они обладают огромной буферной емкостью. Я имею в виду, природа великолепна, верно?

Но разница сейчас в том, что с изменением климата нам нужно немного помочь природе. Мы должны убедиться, что материнские деревья существуют, чтобы помочь следующему поколению выйти вперед. Нам придется переместить некоторые генотипы, предварительно адаптированные к более теплому климату, в более северные или высокогорные леса, которые быстро нагреваются. Скорость изменения климата намного выше, чем скорость, с которой деревья могут мигрировать самостоятельно или адаптироваться.

Нет ли риска при перемещении семян из одной интегрированной экосистемы в другую?

Хотя регенерация семян, адаптированных к местным условиям, является наилучшим, климат изменился так быстро, что лесам потребуется помощь, чтобы выжить и размножаться. Мы должны помочь в миграции семян, уже предварительно адаптированных из более теплого климата. Нам нужно стать активными агентами перемен — продуктивными агентами, а не эксплуататорами.

ОБ АВТОРАХ

Ричард Шиффман — журналист-эколог из Нью-Йорка. Кредит: Ник Хиггинс

Дерево науки: платформа для изучения бразильской академической генеалогии | Журнал Бразильского компьютерного общества

• Исследования
• Открытый доступ
• Опубликовано: 17 ноября 2021 г.
• Жоао М. М. К. Кота ¹ ,
• Альберто Х. Ф. Лендер
  ORCID: orcid.org/0000-0001-5032-2233 ¹ и
• Ракель О. Пратес ¹  

Журнал Бразильского компьютерного общества
том 27 , номер статьи: 13 (2021)
Процитировать эту статью

• 595 доступов

• Детали показателей

Abstract

Выявление и изучение формирования исследователей на протяжении многих лет является сложной задачей, поскольку текущие репозитории тезисов и диссертаций децентрализованно каталогизированы в различных электронных библиотеках, многие из которых имеют ограниченный объем. В этой статье мы сообщаем о наших усилиях по созданию большого хранилища для записи бразильской академической генеалогии. Для этого мы собрали данные с платформы Lattes, международно признанной инициативы, которая предоставляет хранилище учебных программ исследователей, поддерживаемых Бразильский национальный совет по научно-техническому развитию (CNPq), и разработали ориентированную на пользователя платформу под названием Science Tree, создать из них академические генеалогические деревья бразильских исследователей, а также предоставить дополнительные данные, полученные в результате серии анализов, касающихся основных свойств таких деревьев. Чтобы оценить возможности, предоставляемые платформой «Дерево науки», мы провели ее экспериментальную оценку с двумя группами пользователей, первая из которых состояла из 286 исследователей, ответивших на оценочную анкету, а вторая — из семи исследователей с большим академическим опытом, которые согласились принять участие в очной оценке, проводимой посредством личного интервью, в ходе которого они выполнили некоторые заранее определенные задачи. Результаты этих двух оценок с типичными пользователями позволили нам не только проверить основные функции, предлагаемые платформой, но и определить новые, которые могут быть добавлены к ней в будущем. В целом наши усилия позволили нам выявить интересные аспекты, связанные с академической карьерой бразильских исследователей, тем самым подчеркнув важность создания и каталогизации их академических генеалогических деревьев.

Введение

На протяжении всей истории многие исследователи вносили значительный вклад в науку, не только расширяя знания, но и формируя новых ученых. Актуальным способом характеристики влияния исследователя является его/ее академическая генеалогия [1–6]. Термин академическая или научная генеалогия относится к организации дерева ученых и ученых, структурированного в соответствии с отношениями академического надзора (магистратура и докторантура), осуществляемыми ими на протяжении всей их карьеры [1, 5, 7, 8]. В этом контексте академическая генеалогия исследователя может повлиять даже на результаты конкретного исследования. Например, об интересном и актуальном случае сообщили Hirshman et al. [9]. Проанализировав литературу, относящуюся к конкретной медицинской процедуре, хирургии глиомы ^{, сноска 1} , они пришли к выводу, что на нее большое влияние оказали медицинские академические генеалогии, т. е. авторы этой литературы обычно являются частью медицинской бригады, члены которой На протяжении многих лет его наставляли другие члены той же команды.

Однако выявление и изучение формирования исследователей на протяжении многих лет является сложной задачей, поскольку текущие репозитории тезисов и диссертаций каталогизированы децентрализованным образом в различных цифровых библиотеках, многие из которых имеют ограниченный охват в отношении области исследований, к которой они относятся. . Таким образом, несмотря на множество работ, направленных на анализ динамики научного производства с точки зрения сетей сотрудничества [10–15], до сих пор мало усилий, направленных на изучение и сохранение процесса академического надзора. Среди пионеров Джексон [7] сообщает о первых попытках построить генеалогическое дерево математики, которое дало начало Проект «Математическая генеалогия» ^{Сноска 2} . Первоначально в проекте участвовало более 3500 исследователей, которые отправили свои данные по личной переписке, в настоящее время насчитывается более 256 000 имен, что подчеркивает актуальность интеграции на единой платформе данных, связанных с академическим контролем из разных областей знаний. что подтверждается некоторыми новаторскими инициативами [1, 2, 4, 16].

После предварительных усилий по построению деревьев академической генеалогии с использованием данных, извлеченных из сетевой цифровой библиотеки тезисов и диссертаций (NDLTD) [8], другая работа нашей исследовательской группы представила первое исследование бразильской академической генеалогии [17], основанное на на данных, собранных с платформы Lattes ^{Сноска 3} . Эта платформа, поддерживаемая Национальным советом Бразилии по научно-техническому развитию (CNPq), является международно признанной инициативой [18], которая предоставляет хранилище биографических данных исследователей и исследовательских групп, интегрированных в единую систему. Поскольку все исследователи в Бразилии (от младших до старших) должны обновлять свои учебные программы на этой платформе, чтобы иметь право подавать заявки на любой грант, она предоставляет большой объем информации об их исследовательской деятельности и научной продукции, включая все их магистерские и деятельность докторантуры. Основываясь на таком предыдущем опыте, мы начали работу по созданию специальной платформы, направленной на изучение бразильской академической генеалогии. Имя Science Tree ^{Footnote 4} , эта новая платформа не только позволяет визуализировать академическое генеалогическое дерево всех исследователей, связанных с академическим или исследовательским учреждением в Бразилии, но также позволяет взаимодействовать с такими деревьями, тем самым предоставляя своим пользователям с четким представлением о том, как они развивались и, в частности, как такие исследователи способствовали объединению конкретных областей исследований. Для этого мы просканировали всю платформу Lattes и собрали учебные планы всех исследователей, имеющих докторскую степень. Затем мы разработали структуру для извлечения конкретных данных из собранных учебных программ и правильной идентификации (устранения неоднозначности) соответствующих исследователей с использованием современных методов [19].], чтобы установить отношения между супервизором и супервизором и построить соответствующие академические генеалогические деревья. Мы также провели две специальные оценки пользователей разработанной платформы: более широкую, основанную на вопроснике, на который ответили 286 исследователей из различных бразильских академических и исследовательских учреждений, и углубленную оценку, проведенную с небольшим числом отобранных потенциальных пользователей в контролируемой среду, что дало нам много идей для улучшения некоторых ее функций [20].

Таким образом, остальная часть этой статьи организована следующим образом. Во-первых, в разделе «Похожие инициативы» представлен краткий обзор аналогичных инициатив, а в разделе «Функциональный вид платформы» представлен функциональный вид платформы Science Tree . Далее в разделе «Практическое исследование» описывается тематическое исследование, в котором освещаются основные функции платформы, а в разделе «Оценка конечными пользователями» обобщаются результаты двух оценок пользователей, проведенных с ней. Наконец, в разделе «Выводы и будущая работа» представлены наши выводы и отмечены некоторые направления будущей работы.

Аналогичные инициативы

В последние годы некоторыми исследовательскими группами были предприняты попытки лучше понять процесс формирования новых исследователей в отдельных областях знаний путем изучения их академической генеалогии [5–8, 13, 17]. Несмотря на это, по-прежнему мало усилий по сохранению академической генеалогии конкретных научных сообществ или даже стран. Таким образом, в этом разделе мы представляем обзор пяти существующих инициатив, направленных на сохранение академической генеалогии конкретной области знаний или научного сообщества. При этом мы намерены противопоставить возможности, предоставляемые текущей версией 9. Платформа 0416 Science Tree с этими существующими инициативами.

Пять инициатив, выбранных для рассмотрения здесь: Проект математической генеалогии ^{Сноска 5} , Академическое генеалогическое древо ^{Сноска 6} , Американское метеорологическое общество (AMS) Академическое генеалогическое древо ^{Сноска 7} , Платформа Acacia ^{Сноска 8} , и Золотое дерево ^{Сноска 9} . Эти платформы были выбраны потому, что они представляют собой инициативы, которые сегодня охватывают наибольшее количество исследователей, а также из-за их актуальности для области или научного сообщества, к которым они относятся. Далее мы кратко опишем каждый из них, чтобы рассмотреть их основные возможности, а затем сравним их с предлагаемой нами платформой.

Проект «Математическая генеалогия»

Это одна из первых инициатив, направленных на предоставление платформы для визуализации деревьев академической генеалогии конкретного научного сообщества [7]. Как описано на ее веб-сайте, эта платформа предоставляет данные о математиках, связанных с академическими учреждениями со всего мира. Он также позволяет учреждениям, проводящим исследования в области математики, регистрировать своих исследователей, чтобы их данные могли широко распространяться. В настоящее время на платформе хранятся данные более чем 253 000 математиков со всего мира, которые представлены в текстовом виде. Поиск на этой платформе можно выполнять, просто используя имя конкретного математика или более утонченным способом с помощью расширенных функций поиска. Имеющиеся данные об исследователе включают имя, полученную степень, аффилированное учреждение, название его/его диссертации или диссертации, имя(а) его/его научного руководителя и список его/его бывших магистров и докторантов. Платформа также предоставляет две конкретные метрики, чтобы выразить эффективность наставничества исследователя: количество наставников и количество академических потомков .

The Academic Family Tree

Эта платформа возникла в результате другой аналогичной инициативы, Neurotree ^{Сноска 10} . Его текущая версия является расширением той первоначальной платформы, которая началась в январе 2005 года с целью документирования научных наблюдений в области нейробиологии [21] и представления их в виде генеалогического дерева. Сразу после создания Neurotree , его сопровождающие осознали, что нейронауки связаны с другими научными областями, и такие отношения могут быть столь же важными, как и отношения самой нейронауки, что привело к включению новых областей в платформу, которая затем была переименована в Академическое генеалогическое древо. . На главной странице этой платформы перечислены все веб-сайты, которые являются ее частью, сгруппированные по сходству с соответствующими областями знаний. На этой странице можно выполнить общий поиск по всей платформе или просмотреть определенную область знаний, чтобы найти конкретного исследователя, связанного с ней. Он также предоставляет 15 метрик, которые позволяют пользователям оценивать актуальность существующих деревьев. Платформа насчитывает сегодня более 748 000 исследователей, между которыми установлено более 687 000 связей. В результате поиска исследователя отображается его/ее дерево, показывающее не только его/его академических потомков, но и его/его академических предков (непосредственных руководителей и их соответствующих руководителей). От выбранного исследователя возможно выполнение взаимодействий с помощью специальных команд, позволяющих расширять узлы по горизонтали и перемещаться по ним по вертикали, показывая их прямых потомков и потомков от них. Для каждого исследователя также показано название его/ее текущего учреждения.

AMS Academic Family Tree

Еще одна интересная инициатива принадлежит Университету штата Флорида, на котором размещен веб-сайт академического генеалогического древа американских метеорологов. Этот веб-сайт, поддерживаемый Американским метеорологическим обществом ^{, сноской 11} , позволяет исследовать деревья различных сообществ американских метеорологов [16]. Кроме того, исследователь также может запросить свое включение в дерево с помощью специальной функции ( Добавить себя/кого-то еще ). Однако веб-сайт не предлагает автоматического способа создания или просмотра деревьев, поэтому время от времени они компилируются и доступны в формате изображения. Он также не предоставляет никаких показателей для оценки деревьев. В настоящее время на веб-сайте представлено академическое генеалогическое древо более 6000 американских метеорологов.

Платформа Acacia

Эта платформа, запущенная в апреле 2018 года, предназначена для регистрации формальных надзорных отношений в контексте бразильских программ для выпускников. Кроме того, используя данные, собранные с платформы CNPq Lattes, он генерирует графы академической генеалогии, в которых каждая вершина представляет исследователя, а каждое ребро соответствует завершенному научному надзору выпускника (магистр или докторская степень) [6]. Эта платформа, поддерживаемая исследовательской группой из Федерального университета ABC в штате Сан-Паулу, в основном сосредоточена на академическом образовании исследователей и руководящей деятельности, предоставляя табличное представление их завершенных магистерских и докторских научных работ. Еще один момент, который следует отметить, заключается в том, что он обеспечивает простую схему навигации, включающую потомков и предков исследователя, но без какого-либо графического представления этих контролирующих отношений. С другой стороны, он предоставляет семь конкретных показателей академической генеалогии исследователя, которые выражают важную информацию об их карьере. Эти показатели потомство (число прямых и косвенных потомков), родословный индекс (наибольшее число г потомков, имеющих одинаковое число потомков), плодовитость (число прямых потомков), плодовитость (число потомков) прямые потомки, у которых есть хотя бы один потомок), поколений (количество поколений исследователя, выраженное высотой его/его дерева), отношений (количество отношений надзора в академическом потомке исследователя) и Кузены (количество супервизоров, у которых есть общий академический «дедушка», но разные супервизоры). Все эти показатели составляются на основе данных, извлеченных из учебных планов исследователей. Эти показатели также можно рассчитать, сгруппировав исследователей в соответствии со схемой классификации областей знаний CNPq [22]. На платформе Acácia сегодня насчитывается более 1,2 миллиона исследователей, вовлеченных в более чем 1,4 миллиона надзорных отношений.

The Gold Tree

Эта платформа предоставляет среду для визуализации деревьев академической генеалогии бразильских исследователей, чьи учебные планы зарегистрированы на платформе CNPq Lattes [23]. Согласно его веб-сайту, платформа Gold Tree опирается на данные более чем 570 тысяч магистерских и докторских диссертаций, зарегистрированных в настоящее время на платформе Lattes, чтобы предоставить своим пользователям опыт визуализации и изучения полученных из них деревьев академической генеалогии. Эта платформа, разработанная Исследовательской группой по управлению информацией Федерального университета Риу-Гранди в штате Риу-Гранди-ду-Сул, позволяет пользователям изучать академическую генеалогию большого числа бразильских исследователей. Однако он не предлагает каких-либо показателей или дополнительных данных, чтобы предоставить пользователям более эффективное представление о фактической роли исследователей в качестве научных руководителей.

Заключительные комментарии

В таблице 1 приведены основные характеристики пяти платформ, рассматриваемых в этом разделе. Как мы видим, генеалогическое представление этих платформ преимущественно табличное, а Академическое генеалогическое древо и Золотое древо обеспечивают графическое представление деревьев. Обратите внимание, что представление, принятое платформами, напрямую влияет на то, как визуализируются деревья, что делает The Academic Family Tree наиболее универсальным в этом отношении. Что касается показателей, Платформа Academic Family Tree также предлагает больше опций (15), тем самым предоставляя своим пользователям больше информации при анализе деревьев, за ней следуют платформа Acacia с семью и проект Mathematics Genealogy только с двумя. AMS Academic Family Tree и Gold Tree не предоставляют показателей. Однако все пять платформ имеют общие ограничения в отношении того, как их пользователи взаимодействуют с ними. Фокус каждой платформы также различается: Acacia и Платформы Gold Tree , работающие с данными из определенного национального хранилища, в данном случае платформы CNPq Lattes, в то время как Проект математической генеалогии и Академическое генеалогическое древо записывают данные из учреждений в разных странах мира для составления своих репозиторий, обычно подпитываемый самими исследователями или третьими лицами, например учреждениями, заинтересованными в поддержании деревьев своих преподавателей или исследователей. Наконец, обновления до AMS Academic Family Tree отправляются самими исследователями по электронной почте учреждения, а затем вручную загружаются на платформу ее сопровождающими.

Функциональный вид платформы

На рис. 1 показаны основные этапы, выполняемые платформой Science Tree для создания академического генеалогического дерева бразильского исследователя на основе данных, извлеченных из его биографических данных, доступных на платформе Lattes. Как мы видим, после того, как пользователь отправляет имя исследователя через начальную страницу запроса Science Tree выполняется поиск в репозитории биографических данных, собранных с платформы Lattes, для извлечения необходимых данных для построения соответствующего академического генеалогического дерева. По мере извлечения данных создается дерево исследователя и его соответствующие показатели, которые затем отображаются пользователю вместе с конкретными данными об исследователе и его/ее дереве, такими как имя, академическое образование и учреждение, значения показателей, выражающие различные аспекты ее/его академическую генеалогию и график ее/его завершенных супервизий, записанный на платформе Lattes. Стоит отметить, что все такие данные хранятся в локальных репозиториях, поддерживаемых Science Tree и сделана общедоступной для доступа ее пользователей во всемирной паутине.

Рис. 1

Поток данных на платформе Science Tree

Полноразмерное изображение

Как показано на рис.  2, платформа состоит из двух основных приложений: клиентского интерфейса , и внутреннего интерфейса . . Интерфейсное приложение устанавливает интерфейс с пользователями, обрабатывая их запросы и структурируя данные, к которым они смогут получить доступ при использовании платформы, например, когда они перемещаются по деревьям академической генеалогии, визуализируя данные соответствующих исследователей. или когда они хотят иметь доступ к значениям определенных метрик, которые выражают структуру определенного дерева, таким образом характеризуя академическую успеваемость исследователя.

Рис. 2

Архитектура платформы «Дерево науки»

Полноразмерное изображение

С другой стороны, внутреннее приложение перехватывает запросы внешнего приложения и выполняет поиск в хранилище данных платформы, чтобы рассчитать, например, значения генеалогических метрик, предоставленных исследователю, а затем сгенерировать его/его таблицу заключенных наблюдений, как мы проиллюстрируем в тематическом исследовании, представленном в разделе «Пример из практики».

После того, как соответствующие данные извлечены из собранных учебных программ и сохранены в хранилище данных, они напрямую используются внутренним приложением , которое интерпретирует запросы, выполняемые пользователем через внешнее приложение . Так пользователь взаимодействует с платформой, чтобы визуализировать древо академической генеалогии конкретного исследователя. Внутреннее приложение также может напрямую обращаться к репозиторию учебных программ для предоставления дополнительных данных об исследователе, чье генеалогическое дерево изучает пользователь, например его/ее краткое резюме, доступное на платформе Lattes.

Пользовательский интерфейс платформы Science Tree был задуман на основе минималистского дизайна с небольшим количеством визуальных элементов и простыми текстовыми описаниями. Эти характеристики помогают пользователям лучше понимать представляемые им данные, а также сокращают время навигации при изучении деревьев. Кроме того, поскольку платформа предоставляет несколько показателей, которые позволяют ее пользователям количественно оценивать различные аспекты академической генеалогии исследователей, было важно, чтобы ее интерфейс также позволял им получить более аналитическое представление о работе таких исследователей с точки зрения роли. они играют как надзиратели.

Для этого интерфейс был реализован с использованием библиотек визуализации ReactJs ^{Footnote 12} и VisJs ^{Footnote 13} , написанных на JavaScript. Эти библиотеки были выбраны из-за их способности фиксировать взаимодействие пользователей и создавать сложные графические интерфейсы, таким образом поддерживая не только визуализацию деревьев академической генеалогии, но и позволяя пользователям взаимодействовать с ними без повторного рендеринга всей страницы. Доступ к платформе осуществляется с помощью любого электронного устройства (компьютера, смартфона или планшета), подключенного к сети Интернет и имеющего браузер. Он размещен на сайте https://sciencetree.net и не требует предварительной регистрации пользователей для доступа к нему.

Как видно из рис. 2, генерация деревьев академической генеалогии исследователей требует предварительной обработки их учебных планов в формате XML, ранее собранных с платформы Lattes. Для этого мы использовали реализацию Python алгоритма, предложенного Dores et al. [17]. Полученные в результате отношения супервайзер-куратор затем сохраняются в репозитории данных в виде направленного графа, чтобы их можно было визуализировать в виде деревьев академической генеалогии и получить значения соответствующих показателей.

Чтобы сделать эти данные доступными быстро и безопасно, был разработан веб-API с использованием языка программирования C# вместе с framework.NET Core [24]. Для этого был предоставлен графический пользовательский интерфейс для визуализации и исследования сгенерированных деревьев, с использованием библиотеки ReactJs , реализованной в JavaScript , что позволяет создавать уникальные страницы с динамическим контентом, которые отображаются непосредственно в браузере пользователя. Для генерации деревьев мы использовали VisJs 9.0391 благодаря своим графическим возможностям, таким как масштабирование , щелчки по узлам и динамическое расширение графических изображений без перезагрузки соответствующих страниц, что является важным ресурсом, позволяющим расширять деревья исследователей для обеспечения визуализации их соответствующих потомков. . Для правильной поддержки предлагаемой платформы мы создали специальную вычислительную среду, отвечающую ее характеристикам. Реализация этой среды осуществлялась с помощью Docker 9.Платформа 0391 ^{Footnote 14} , что облегчило выделение дополнительных ресурсов, таких как MariaDB СУБД ^{Footnote 15} , адаптированных для хранения данных, извлеченных из учебных программ Lattes, и специальных инструментов для обработки XML-документов.

Практический пример

Чтобы проиллюстрировать основные особенности платформы Science Tree , мы представляем краткое практическое исследование, основанное на академическом генеалогическом дереве профессора Кродовальдо Павана ^{Сноска 16} (1919–2009), один из самых известных бразильских генетиков. Окончив в 1941 году факультет естественной истории на факультете философии, наук и литературы Университета Сан-Паулу (USP), он получил докторскую степень также в USP в 1944 году в области генетики за исследования в области адаптации к окружающей среде и эволюции слепых рыб из пещер Ипоранга, расположенных в штате Сан-Паулу, Бразилия. Он также известен своими исследованиями цитогенетики американской мухи Rhynchosciara, известной своими гигантскими хромосомами, которые способствовали демонстрации того, что структура генов и хромосом модифицируется инфекциями. В дополнение к своему научному вкладу в USP, профессор Паван также играл важную административную роль в своей карьере, например, председатель CNPq, бразильского национального совета по научно-техническому развитию, с 1986 по 1990.

Учебная программа профессора Павана была включена в платформу Lattes в 2008 г., незадолго до его смерти в 2009 г. Однако, поскольку целью было просто создать запись в его честь на этой платформе, представленная учебная программа включала только основные персональные данные и зарегистрирована единая докторская супервизия. Тем не менее, как будет показано далее, академическое генеалогическое древо профессора Павана на платформе Science Tree включает 6322 прямых и косвенных потомка. Для его генерации использовались данные не только из его собственной биографической справки, но и из 10 других, найденных на платформе Lattes, исследователи которой указали профессора Павана в качестве своего руководителя, суммировав, таким образом, 11 супервизий, из которых 10 были идентифицированы алгоритм, предложенный Dores et al. [17] для создания деревьев академической генеалогии на основе данных, извлеченных из учебных планов исследователей, доступных на платформе Lattes.

На рисунке 3 показана английская версия ^{Сноска 17} страницы профессора Павана на платформе Science Tree, на которой отображается первый уровень его дерева с узлами его 11 прямых академических потомков и содержимым его вкладки LATTES CURRICULUM DATA. . На этой вкладке отображается его имя, за которым следует значок, позволяющий получить доступ к тому же контенту в новой вкладке браузера, и значок платформы Lattes, который перенаправляет пользователя на страницу профессора Павана, доступную на этой платформе. Далее можно увидеть, что его учебная программа регистрирует единственную супервизию выпускников и никакие другие формы супервизии. Личные данные профессора Павана, указанные в разделе «Ученые степени и звания», включают название его диссертации, имя его научного руководителя, учреждение и год, в котором он защитил диссертацию, а также его соответствующие основные области и области знаний, классифицированные в соответствии с схема классификации знаний CNPq [22]. Далее можно увидеть, что его учебная программа регистрирует единственную супервизию выпускников и никакие другие формы супервизии. Наконец, есть последовательность из четырех расширяемых разделов, которые при раскрытии показывают сводку конкретных данных из его учебной программы, доступных на платформе Lattes.

Рис. 3

Страница профессора Кродовальдо Павана на платформе Science Tree, показывающая первый уровень его академического генеалогического дерева и некоторые данные, извлеченные из его биографических данных о латте. Страница Павана на платформе Science Tree , на которой отображается более подробная версия его академического генеалогического дерева с некоторыми развернутыми узлами (выделены зеленым) и открытой вкладкой его показателей чуть ниже. Изучив эту другую страницу более подробно, мы можем увидеть, что после расширения узла его академического потомка Антонио Нетто Честари можно было визуализировать еще одно поколение косвенных потомков профессора Павана, таких как исследователь Маргарита Анна Антония Мария Барракко. , расширенный узел которого позволил визуализировать еще одно поколение академических потомков профессора Павана.

Рис. 4

Дерево профессора Кродовальдо Павана расширено до третьего уровня, чтобы показать конкретный путь его академического происхождения (зеленые узлы). Ниже на специальной вкладке показаны некоторые показатели, связанные с его деревом, и его диаграмма завершенных наблюдений по годам. На деревьях синие линии обозначают докторские супервизии, а оранжевые линии — магистерские

Увеличенное изображение

На этой странице также показаны некоторые важные показатели, отражающие наставническую деятельность исследователя с точки зрения его/его академического генеалогического дерева, среди них глубина дерева (длина пути от корня до самого глубокого узла), плодовитость (количество прямых потомков, прошедших хотя бы один надзор), ширина дерева (количество прямых потомков) и среднее число заключенных наблюдений в год. В случае академической траектории профессора Павана значения этих показателей равны 8, 9, 11 и 0,3 соответственно, причем последнее рассчитывается как ширина его дерева, деленная на разницу между годом его последнего наблюдения и год его первого наблюдения, то есть \({\frac {11}{1993-1955}={0}}\).3. Чуть ниже значений метрик также можно увидеть путь к самому глубокому надзору в его дереве.

Наконец, диаграмма завершенных супервизий за год является дополнительным способом выразить усилия исследователя по наставничеству, показывая с помощью гистограммы, где синие столбцы представляют собой докторские супервизии, а зеленые – магистерские супервизии, общее количество супервизий завершается в каждом конкретном году. В случае с профессором Паваном этот график показывает, основываясь на данных, извлеченных из платформы Lattes, что он руководил семью докторантами, закончившими обучение между 19 и 19 годами.55 и 1968 г., одного магистранта, закончившего обучение в 1982 г., и трех докторантов, закончивших обучение в период с 1987 по 1993 г. Однако большое влияние профессора Павана в наставничестве новых исследователей можно измерить числом его потомков, которое в сумме составляет 6316, т. е. это означает, что его 11 подопечных способствовали формированию значительного числа магистров и докторов на протяжении всей их академической карьеры.

Оценка конечными пользователями

Общий процесс разработки программного обеспечения обычно включает несколько отдельных этапов, таких как анализ требований, проектирование, внедрение, тестирование и производство [25]. Среди различных типов тестирования программного обеспечения есть те, которые направлены на анализ взглядов пользователей на разрабатываемую систему или приложение, а также те, которые оценивают ее функциональность и общий дизайн. В случае с Science Tree , с потенциальными пользователями были проведены две отдельные оценки пользователей для сбора данных, связанных как с их восприятием полезности предлагаемой платформы, так и простоты взаимодействия с ней, чтобы выявить существующие трудности и дать предложения по их устранению. будущие улучшения [26, 27].

Как предложили Пратес и Барбоза [28], оценка приложения с реальными пользователями важна для сбора информации от целевой аудитории в отношении предоставляемых им возможностей. Таким образом, в отношении Science Tree , оценка с участием репрезентативных конечных пользователей целевой аудитории позволит нам собрать соответствующие показатели, касающиеся предоставляемых ею возможностей, а также определить аспекты взаимодействия, которые можно было бы улучшить. Для оценки качества системы с точки зрения ее конечных пользователей можно использовать несколько методов. Выбор таких методов должен учитывать цель, которую необходимо достичь с помощью предлагаемой оценки [29]. В этой работе мы применили два конкретных метода оценки пользователей: количественный, основанный на вопроснике, и качественный, проведенный с небольшой группой предварительно отобранных потенциальных конечных пользователей и проведенный в контролируемой среде.

Оценка, основанная на вопроснике, направлена ​​на проведение более широкого сбора данных, в основном направленного на получение количественных показателей аспектов, связанных с удобством использования платформы. Он также включал необязательное открытое поле, в которое респонденты могли добавить комментарий или предложение. С другой стороны, оценка конечных пользователей была направлена ​​на получение подробной информации о мнениях участников о предлагаемой платформе, а также об их опыте ее использования. Таким образом, учитывая, что эти два метода дополняют друг друга, они позволят не только провести широкий анализ точки зрения пользователей в отношении Science Tree , но и определение тех аспектов, которые можно было бы улучшить в ее интерфейсе, а также в режиме взаимодействия [30, 31]. Остальная часть этого раздела состоит из двух подразделов. В первом мы представляем методологию, принятую в каждой оценке, и описываем ее применение, тогда как во втором мы представляем результаты нашего анализа.

Методология

Здесь мы описываем две оценки, проведенные с конечными пользователями для оценки платформы Science Tree, первая на основе анкеты, а вторая проведена с некоторыми потенциальными пользователями.

Оценка на основе анкеты

Для этой оценки мы использовали специально разработанную анкету с использованием службы Google Forms ^{Сноска 18} . В частности, анкета была разделена на три отдельные части. Первый, обязательный, был направлен на выявление профиля респондентов и состоял из пяти вопросов, предназначенных для анонимного сбора о них следующих данных: пол, возраст, область знаний, уровень образования и род занятий. Вторая часть включала 13 вопросов с несколькими вариантами ответов по шкале Лайкерта 9.0377 Сноска 19 для оценки впечатления пользователей о платформе с учетом следующих шести вариантов: «полностью согласен», «согласен», «нейтрально», «не согласен», «полностью не согласен» и «у меня нет мнения», последнее означает, что у респондента не было конкретной позиции по этому вопросу (например, участник не изучал вариант фильтров и мог не иметь о нем мнения). Утверждения, которые составили эту часть анкеты, были следующими:

1. 1

   Визуализация метрик исследователей четкая.

2. 2

   Полезны показатели эффективности исследователя в качестве руководителя.

3. 3

   При выборе исследователя представленные о нем данные понятны.

4. 4

   Платформа эстетически приятная.

5. 5

   Деревья четко визуализируются.

6. 6

   Цвета, используемые на платформе, не вызывают путаницы.

7. 7

   Доступные параметры фильтра очищены.

8. 8

   Платформа проста в использовании.

9. 9

   Было легко научиться пользоваться платформой.

10. 10

    Навигация по платформе интуитивно понятна.

11. 11

    Платформа полезна вам как исследователю.

12. 12

    Изучение деревьев академической генеалогии полезно для оценки работы исследователей.

13. 13

    Полезно визуализировать отношения советник-советчик с помощью академического генеалогического дерева.

Важно отметить, что приведенные выше утверждения были разработаны с учетом логической последовательности между ними, но они были перемешаны, а затем случайным образом вставлены в вопросник, представленный исследователям, чтобы избежать какой-либо предвзятости при ответах на них.

Наконец, третья часть анкеты включала один вопрос с тремя вариантами ответов («да», «нет» и «в некоторых пунктах»), чтобы оценить, были ли у пользователя трудности с пониманием потока данных платформы, за которым следовал открытый вопрос, в который респонденты могли по желанию включить любые предложения, комментарии или критику.

Что касается заявки, анкета была разослана по списку из 5834 электронных писем исследователей, связанных с Национальными институтами науки и технологий (INCTs), программой, спонсируемой CNPq для поддержки междисциплинарных исследовательских инициатив ^{, сноска 20} , участвовало несколько бразильских исследовательских институтов. Всего на анкету ответил 291 из опрошенных исследователей, 286 из которых были рассмотрены для анализа их ответов, поскольку они полностью заполнили анкету, что соответствует 4,9. % исследователей связались по электронной почте . Что касается последнего открытого вопроса, то 147 из 286 респондентов (51,4%) оставили комментарий. Однако 15 из них не были настоящими комментариями, а просто содержали адрес электронной почты или поздравительное сообщение, оставленное респондентом. Таким образом, в итоге 132 комментария (что соответствует 46,2% респондентов) были признаны достоверными и учтены в нашем качественном анализе (см. подраздел «Результаты»).

Из 286 опрошенных 179(62,5 % ) заявили о себе как мужчины, 103 (36,0 % ) женщины и 4 (1,5 % ) предпочли не указывать свой пол. Возраст респондентов был разбросан по спектру от 24 до 75 лет, при этом наибольшее число респондентов относилось к возрастной группе от 50 до 59 лет. Этот факт может указывать на то, что большинство респондентов являются исследователями, которые все еще активны и, в конечном счете, имеют солидную карьеру в своих соответствующих областях исследований. Еще одним интересным фактом является существование 19респондентов (6,6 % ) старше 70 лет, показывая, что такие исследователи, возможно, пенсионеры, также заинтересованы в знании собственных академических генеалогических деревьев и, возможно, в изучении деревьев других коллег. По роду занятий 220 респондентов (76,9%) были преподавателями вузов, 54 (18,9%) исследователями из государственных исследовательских центров и 6 (2,1%) лаборантами. Остальные включали шесть студентов (2,1%). Наконец, в группу респондентов вошли исследователи из различных областей знаний, таких как биохимия, биология, химия, информатика, инженерия, здравоохранение, математика, фармакология, физика и социальные науки, среди прочих.

Оценка с потенциальными пользователями

Для этой второй оценки мы выбрали в качестве участников преподавателей соответствующих программ последипломного образования в Федеральном университете Минас-Жерайс (UFMG), а также из других федеральных учреждений в регионе, так как участие требовало лица- очная сессия. Таким образом, мы разослали приглашения 27 преподавателям из разных областей знаний и на разных уровнях их академической карьеры (ассистенты, ассоциированные профессора и профессора). Приглашение включало краткое объяснение процесса оценки и краткое описание Дерево науки Платформа. Из 27 разосланных приглашений мы получили семь положительных ответов. Процесс оценки включал выполнение нескольких заданий с использованием платформы и участие в полуструктурированном интервью, в ходе которого участники имели возможность высказать свое мнение о платформе.

На каждом сеансе оценки присутствовал только один участник. Во время таких сессий участников просили выполнить три заранее определенные задачи, которые включали определение конкретной информации в генеалогическом дереве исследователя или связанной с представленными показателями. Затем их попросили свободно исследовать интересующее их дерево (собственное или дерева коллеги) и думать вслух [31] так же, как и они. После этого было проведено полуструктурированное интервью, в ходе которого были изучены следующие вопросы:

1. 1

   Ваше общее мнение о платформе? Назовите его основные сильные и слабые стороны.

2. 2

   Испытывали ли вы трудности при выполнении данных заданий? Если да, то какой и почему?

3. 3

   О платформенных метриках, выбранных в некоторых заданиях, какое из них показалось вам интересным и почему?

4. 4

   Что вы думаете о визуализации деревьев? Оправдывать.

5. 5

   Что вы узнали о конфигурации опций визуализации?

6. 6

   Вы бы использовали платформу в своей повседневной деятельности? При каких обстоятельствах?

7. 7

   У вас есть предложения по улучшению платформы?

Пользовательские оценки проводились в период с февраля по март 2020 года в зависимости от Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Из семи участников этой оценки в возрасте от 30 до 60 лет шесть были из Федерального университета Минас-Жерайс и один из Федерального университета Ору-Прету. Шесть из них были профессорами со средним числом 20 завершенных супервизий в своих соответствующих программах для выпускников, а один был доцентом и еще не руководил аспирантами. Их исследовательские интересы были связаны с областями электротехники, математики, физики, социологии, биологии и коммуникации. Сеансы длились в среднем 37 минут. Взаимодействие и комментарии пользователей были записаны, а затем расшифрованы для анализа.

Результаты

Далее мы представляем результаты количественного и качественного анализа собранных данных. Количественный анализ основан на утверждениях опроса по шкале Лайкерта, тогда как качественный анализ представляет общие результаты, полученные как из комментариев, оставленных в открытом вопросе анкеты, так и из оценок пользователей.

Количественный анализ

Анализ, представленный в этом подразделе, основан на 13 вопросах анкеты с несколькими вариантами ответов. Графики на рис. 5 показывают распределение мнений респондентов по каждому из этих вопросов, сгруппированных по следующим аспектам, связанным с пользовательской оценкой, проведенной с помощью Дерево науки Платформа: показатели и представление данных , визуальные аспекты , простота использования и полезность .

Рис. 5

Мнение респондентов о конкретных аспектах платформы Science Tree

Увеличенное изображение

Как видим, относительно графиков по метрикам и представлению данных , показанных на рис. 5 (а), Большинство респондентов (более 63,0%) положительно относятся к визуализации и полезности метрик исследователей, то же самое относится и к представлению данных. Учитывая теперь графики на визуальных аспектов платформы, показанной на рис. 5 (б), большинство респондентов (более 56,0%) также согласились с формулировками соответствующих вопросов. Однако, когда его спросили о ясности параметров фильтра ^{, сноска 21} , согласие пользователей снизилось до 44,8%, при этом 28,7% респондентов не согласны с утверждением, а 26,6% высказались нейтрально или не имеют мнения. Это указывало нам на то, что кнопка фильтра не была четко воспринята пользователями, и что было бы целесообразно выяснить, была ли проблема в ее расположении или в значке, выбранном для ее представления, чтобы решить проблему (значок теперь расположен на правый верхний угол главной страницы платформы, как показано на рис. 3 и 4). Что касается простота использования (рис. 5 (c)), подавляющее большинство респондентов (более 67,0%) положительно отнеслись к тому, что платформа проста в использовании, изучении и навигации.

Наконец, что касается полезности (рис. 5 (d)), опять же, подавляющее большинство респондентов (более 75,0%) согласились с тем, что изучение деревьев академической генеалогии исследователей полезно для оценки их работы и что визуализация советника Отношения-рекомендации в виде дерева также полезны как форма выражения этой академической роли. Однако их мнение о том, насколько полезной для них как исследователей была бы сама платформа, было не столь позитивным: 43,7% согласились с тем, что она была бы полезной39. 0,5% были нейтральны или не имели мнения, а 16,7% не согласились. В целом, эти ответы, похоже, указывают на то, что визуализация академических генеалогических деревьев полезна как задача оценки, но не столько с исследовательской точки зрения.

Качественный анализ

Представленные здесь результаты основаны на качественном анализе как открытых комментариев к анкете, так и сеансов оценки пользователей, проведенных с семью потенциальными пользователями. Анализ проводился в три этапа. Во-первых, мы провели индуктивный анализ (или подход «снизу вверх») [32] комментариев, полученных в ходе опроса, идентифицировав основные темы или категории, возникшие из них. Затем мы проанализировали интервью пользователей, чтобы выявить основные проблемы и вопросы, поднятые ими. Наконец, мы использовали категории, созданные на предыдущем шаге, для систематизации и классификации основных проблем, поднятых пользователями.

Индуктивный анализ 132 собранных комментариев позволил нам классифицировать их по четырем основным категориям: (i) проблем с платформой , (ii) возможных улучшений , (iii) предложений новых аспектов для рассмотрения , и (iv) полезность . Затем эти категории использовались для систематизации проблем, выявленных в оценке пользователей ^{. Сноска 22} . Важно отметить, что анализ интервью обеспечил более глубокое понимание точек зрения пользователей, что позволило нам представить окончательные результаты этого анализа, организованные по четырем вышеуказанным категориям.

Что касается проблем, возникших с платформой , они включают трудности, с которыми сталкиваются пользователи при использовании платформы, такие как проблемы с различными устройствами (например, смартфонами и планшетами) или браузерами, а также проблемы, связанные с визуализацией деревьев. В комментариях, представленных в анкете, респонденты указывали, что большие деревья трудно визуализировать, а в интервью участники не только указывали на проблему, но и объясняли основные причины этой трудности — наложение краев и размер узлов. Возможные улучшения включали аспекты, которые, по мнению пользователей, могли бы повысить удобство использования платформы или их опыт, такие как предоставление (более простого) способа изучения предков в деревьях ^{Сноска 23} или улучшение визуализации больших деревьев, т. е. исследователь имеет большое количество советов. Они также упомянули, что были бы полезны более четкие инструкции и пояснения по некоторым функциям и элементам интерфейса.

В отношении предложений о новых аспектах для рассмотрения , они были двух разных типов. Первый тип был связан с визуализацией генеалогических деревьев, тогда как второй был направлен на расширение возможностей платформы для учета других конкретных анализов. Предложения относительно генеалогических деревьев включали в себя учет других типов консультаций, таких как студенческие проекты, или предоставление более конкретной информации о консультантах (например, об учреждении, в котором они получили докторскую степень) или консультантах (например, их нынешняя принадлежность) . Более широкие предложения выходили за рамки академической генеалогии и рассматривали другие аспекты, связанные с научной деятельностью исследователей, такие как их сети соавторства или конкретные проблемы, связанные с их публикациями.

Наконец, полезность относится к комментариям участников о том, насколько полезной они считают платформу. Некоторые респонденты упомянули в анкете, что визуализация, предоставляемая платформой, была интересной, но они не представляли, что действительно будут использовать ее в своей повседневной деятельности. С другой стороны, некоторые другие отметили, что они считают, что это будет полезно. Одно из применений, упомянутое как актуальное для исследователей, — это анализ собственной продуктивности, основанный не только на студентах, которых они консультировали, но и на их результатах. Другие упомянули, что было бы полезно поддержать более административные аспекты, такие как влияние программы для выпускников, путем анализа работы ее преподавателей.

Заключительные замечания

Наши результаты показывают, что наши количественные и качественные результаты совпадают. Что касается ограничений платформы Science Tree , оба анализа показали, что визуализация академических генеалогических деревьев нуждается в некоторых улучшениях. Другими ограничениями, отмеченными пользователями, были отсутствие подробных пояснений к метрикам и низкая видимость фильтров, которые в итоге почти не использовались. С другой стороны, наиболее заметным положительным моментом была простота использования платформы, признанная 85,2 % респондентов анкеты и пятью из семи опрошенных. Еще одним важным моментом было представление данных, с уровнем одобрения 65,3 % респондентами опроса и четырьмя из семи опрошенных. Кроме того, в целом интервью не выявили новых вопросов, которые не были выявлены с помощью вопросника, но обеспечили глубокое понимание причин или мотивов некоторых результатов.

Вывод, сделанный на основе этих двух пользовательских оценок, заключается в том, что, несмотря на возможности для улучшения, 9Платформа 0416 Science Tree проста в использовании и представляет собой подходящий инструмент для анализа образования исследователей в Бразилии. Также важно отметить, что некоторые из ограничений, поднятых конечными пользователями во время оценки платформы, уже устранены, например, включение страницы, объясняющей показатели генеалогических деревьев и улучшения справочных сообщений. Тем не менее, есть еще некоторые специфические аспекты, которые необходимо решить, такие как, например, визуализация многоуровневых деревьев и большого количества узлов, а также позиционирование определенных элементов на экране, таких как фильтры, используемые для лучшего определения. объем запросов.

Выводы и будущая работа

В последние годы были предприняты большие усилия по разработке конкретных платформ и приложений, направленных на построение и поддержку академических генеалогических деревьев исследователей из разных областей знаний [6, 16, 17, 21, 23]. В большинстве этих инициатив применяется стратегия коллективного сотрудничества, при которой такие платформы или приложения расширяются за счет данных, вводимых несколькими соавторами. В этой статье мы сообщили об усилиях по разработке платформы для построения и визуализации академической генеалогии бразильских исследователей. Для этого мы использовали данные, извлеченные из биографии исследователей со степенью доктора наук, собранные с платформы CNPq Lattes в формате XML. В отличие от других подобных инициатив, таких как Mathematics Genealogy Project , которые ограничены одной областью знаний, наши усилия позволяют построить академические генеалогические деревья исследователей из разных областей.

Более того, платформа Science Tree не только показывает академические генеалогические деревья исследователей, но также позволяет пользователям исследовать их, поскольку они могут быть расширены узлами их академических потомков. Платформа также предоставляет конкретные показатели, связанные с сгенерированными деревьями и соответствующими исследователями, в дополнение к отображению представляющих интерес данных, извлеченных из учебных планов исследователей Lattes. Таким образом, исследуя Science Tree , можно визуализировать роль таких исследователей в формировании бразильского академического сообщества, многие из них, такие как профессор Кродовальдо Паван, чье академическое генеалогическое дерево представлено в «Функциональном виде платформы». секции, являются пионерами в своих областях исследований и, следовательно, сыграли ведущую роль в формировании важных поколений бразильских исследователей.

Использование фреймворка .Net Core с 9Библиотеки визуализации 0416 ReactJS и Vis.JS совместно с СУБД MariaDB обеспечили требуемую платформой функциональность с хорошей производительностью. Кроме того, его интерфейс оказал положительное влияние на опыт взаимодействия пользователей, в основном благодаря использованию современных методов разработки веб-приложений, которые обеспечили адекватные возможности для визуализации данных.

Чтобы оценить возможности, предоставляемые платформой, она была оценена двумя группами пользователей, первая из которых состояла из 286 исследователей, ответивших на оценочную анкету с 13 вопросами с несколькими вариантами ответов, а вторая состояла из семи исследователей с большим опытом работы в качестве эдвайзеры-выпускники, которые согласились участвовать в очной оценке, проводимой посредством личного собеседования, в ходе которого им предстояло выполнить некоторые задачи с использованием платформы.

Результаты этих двух оценок с типичными пользователями позволили нам не только проверить основные возможности, предоставляемые платформой, но и определить проектные решения, которые можно было бы улучшить, и новые функции, которые можно было бы добавить к ней в будущем. Более того, некоторые поднятые вопросы уже были приняты во внимание, например, более подробные пояснения по текущим метрикам, предоставленным для оценки деревьев, но другие будут рассматриваться как будущие улучшения, такие как включение новых метрик оценки. Визуализация больших деревьев также требует некоторых улучшений, чтобы предоставить другие средства для изучения всех их уровней. Также стоит отметить, что 9Платформа 0416 Science Tree уже доступна для использования и, хотя еще не получила широкой огласки в нашем научном сообществе, к моменту публикации этой статьи к ней уже спонтанно обратились более 800 пользователей из 25 из 26 штатов Бразилии, а также из других 10 стран ^{Сноска 24} .

По сравнению с аналогичными инициативами (см. Таблицу 1) платформа Science Tree демонстрирует некоторые характеристики, которые делают опыт изучения ее содержимого совершенно особенным, даже с учетом того факта, что она адресована исследовательскому сообществу конкретной страны. Его графический интерфейс очень интуитивно понятен и предоставляет своим пользователям привлекательный вид на бразильскую академическую генеалогию. Что касается метрик, то он включает в себя пять метрик, отражающих конкретные аспекты генеалогического дерева исследователей, и две визуализации, характеризующие их усилия по наставничеству, путь к самой глубокой супервизии и диаграмму завершенных супервизий по годам. Таким образом, хотя другие платформы предоставляют большее количество метрик ( The Academic Family Tree (15) и Acacia Platform (7)), участники оценки конечных пользователей считают, что платформа Science Tree способна дать четкое представление о роли исследователей в качестве консультантов. По сравнению с Acacia Platform и The Gold Tree , двумя другими платформами, которые полагаются на данные, извлеченные из платформы Lattes, ее графическое представление бразильской академической генеалогии обеспечивает более интуитивное представление о том, как были созданы конкретные исследовательские группы. и вырос. Кроме того, тот факт, что личные данные об исследователях также напрямую извлекаются из платформы Lattes, а не предоставляются ими индивидуально,Платформа 0416 Science Tree намного богаче в отношении данных, которые она предоставляет своим пользователям.

Таблица 1 Основные характеристики пяти аналогичных инициатив

Полноразмерная таблица

Что касается архитектуры платформы Science Tree , то требуется значительное усовершенствование, заключающееся в обеспечении автоматического обновления хранилища данных путем периодического обхода CNPq. Платформа Lattes, что делает ее контент еще более привлекательным для бразильского научного сообщества. Еще один момент, который следует рассмотреть, — это улучшение алгоритма, используемого в настоящее время для создания академических генеалогических деревьев [17], чтобы обеспечить более эффективное устранение неоднозначности исследователей с похожими именами или чьи имена появляются с разным написанием на платформе Lattes, что может быть выполнено с помощью некоторых методов, ранее разработанных нашей исследовательской группой [19, 33, 34]. Наконец, стоит подчеркнуть важность расширения распространения платформы для увеличения ее использования и спроса на новые функции.

Примечания

1. Глиома — это тип опухоли, которая начинается в глиальных клетках головного или спинного мозга. См. https://en.wikipedia.org/wiki/Glioma, по состоянию на февраль 2021 г.

2. https://www.genealogy.math.ndsu.nodak.edu, по состоянию на февраль 2021 г.

3. http ://lattes.cnpq.br, по состоянию на июнь 2021 г.

4. Árvore da Ciência в португальской версии и Árbol de la Ciencia в испанской. Доступно на https://sciencetree.net, по состоянию на май 2021 г.

5. https://www.genealogy.math.ndsu.nodak.edu, по состоянию на февраль 2021 г.

6. https://academictree. org., по состоянию на февраль 2021 г.

7. http://moe. met.fsu.edu/familytree, по состоянию на февраль 2021 г.

8. http://plataforma-acacia.org, по состоянию на февраль 2021 г.

9. http://thegoldtree.c3.furg.br, по состоянию на февраль 2021 года.

10. http://neurotree.org, по состоянию на февраль 2021 года. org, по состоянию на февраль 2021 года.

11. https://reactjs.org, по состоянию на февраль 2021 года.

12. https://visjs.org, по состоянию на февраль 2021 года. .docker.com, по состоянию на ноябрь 2020 г.

13. https://mariadb.org/, по состоянию на ноябрь 2020 г.

14. https://en.wikipedia.org/wiki/Crodowaldo_Pavan, по состоянию на февраль 2021 г.

15. Платформа «Дерево науки» является трехъязычной. Таким образом, хотя большая часть его контента, извлеченного из платформы Lattes, написана на португальском языке, все его страницы могут отображаться на португальском, английском или испанском языках, что облегчает пользователям навигацию по деревьям академической генеалогии бразильских исследователей. Для этого пользователю просто нужно нажать кнопку соответствующего языка (PT, EN или ES) внизу любой страницы.

16. https://docs.google.com, по состоянию на февраль 2021 г.

17. Предложено Ренсисом Лайкертом (1903–1981), профессором психологии и социологии и многолетним директором Мичиганского института психологии. , это одна из шкал, наиболее часто используемых для опросов общественного мнения.

18. http://inct.cnpq.br, по состоянию на февраль 2021 г.

19. Эти параметры фильтра предназначены для облегчения поиска на платформе.

20. На этом этапе анализа исследователи наблюдали, есть ли проблемы, которые нельзя классифицировать по четырем категориям, но ни одна из них не была выявлена.

21. Изучение предков было возможно, но многие пользователи не знали, как это сделать, и предлагали включить это.

22. По данным Google Analytics (https://analytics.google.com, доступ в июле 2021 года).

Ссылки

1. Chang S (2003) Академическая генеалогия американских физиков. Бюллетень AAPPS 13 (6): 6–41.

   Google ученый

2. Мальмгрен Р.Д., Оттино Дж.М., Амарал Л.Н. (2010) Роль наставничества в работе протеже. Природа 465(7298):622.

   Артикул

   Google ученый

3. Sugimoto CR, Ni C, Russell TG, Bychowski B (2011) Академическая генеалогия как показатель междисциплинарности: исследование сетей диссертаций в библиотеке и информатике. J Am Soc Inf Sci Technol 62 (9): 1808–1828.

   Артикул

   Google ученый

4. Туеста Э.Ф., Дельгадо К.В., Мугнаини Р. , Дигиампиетри Л.А., Мена-Чалко Х.П., Перес-Алькасар Х.Дж. (2015) Анализ отношений между советником и советником: предварительное исследование области точных наук и наук о Земле в Бразилии. ПЛОС ОДИН 10(5):0129065.

   Артикул

   Google ученый

5. Анил С., Куриан А., Дей С.Р., Саха С., Синха А. (2018) Генеалогическое древо: понимание академического происхождения авторов с помощью алгоритмического и визуального анализа. J Scientometric Res 7 (2): 120–124.

   Артикул

   Google ученый

6. Damaceno RJP, Rossi L, Mugnaini R, Mena-Chalco JP (2019) Бразильская академическая генеалогия: свидетельство отношений советник-консультант посредством количественного анализа. Наукометрия 119(1): 303–333.

   Артикул

   Google ученый

7. Джексон А. (2007) Любовный труд: Проект математической генеалогии. Не AMS 54 (8): 1002–1003.

   Google ученый

8. Дорес В., Беневенуто Ф., Лендер А.Х.Ф. (2016) Извлечение академических генеалогических деревьев из сетевой цифровой библиотеки диссертаций и диссертаций. В: Материалы 16-й совместной конференции ACM/IEEE-CS по цифровым библиотекам, 163–166.. АКМ, Ньюарк.

   Глава

   Google ученый

9. Хиршман Б.Р., Тан Дж.А., Джонс Л.А., Праудфут Дж.А., Карли К.М., Маршалл Л., Картер Б.С., Чен К.С. (2016) Влияние медицинской академической генеалогии на модели публикаций: анализ литературы по хирургической резекции опухоли головного мозга пациенты. Энн Нейрол 79 (2): 169–177.

   Артикул

   Google ученый

10. Адамс Дж. (2012) Сотрудничество: рост исследовательских сетей. Природа 490(7420):335–336.

    Артикул

    Google ученый

11. Барабаси А. Л., Чон Х., Неда З., Равас Э., Шуберт А., Вичек Т. (2002) Эволюция социальной сети научного сотрудничества. Phys A: Stat Mech Appl 311 (3-4): 590–614.

    MathSciNet
    Статья

    Google ученый

12. Кочча М., Ван Л. (2016) Эволюция и сближение моделей международного научного сотрудничества. ПНАС 113 (8): 2057–2061.

    Артикул

    Google ученый

13. Digiampietri L, Mugnaini R, Trucolo C, Delgado K, Mena-Chalco J, Köhler A (2019) Географическое и дисциплинарное распределение бразильского сообщества докторов наук. Braz J Inf Sci: Res Trends 13 (4): 113–131.

    Google ученый

14. Mena-Chalco JP, Digiampietri LA, Lopes FM, Cesar RM (2014) Бразильские библиометрические сети соавторства. J Assoc Inf Sci Technol 65 (7): 1424–1445.

    Артикул

    Google ученый

15. Pessoa Junior GJ, Dias TMR, Silva THP, Laender AHF (2020) О междисциплинарном сотрудничестве в сетях научного соавторства: случай бразильского сообщества. Наукометрия 124 (3): 2341–2360.

    Артикул

    Google ученый

16. Hart RE, Cossuth JH (2013) Генеалогическое древо академического сообщества тропической метеорологии и его предполагаемое расширение. Bull Am Meteorol Soc 94 (12): 1837–1848.

    Артикул

    Google ученый

17. Dores W, Soares E, Benevenuto F, Laender AHF (2017) Построение бразильского академического генеалогического дерева в: Исследования и передовые технологии для цифровых библиотек — 21-я Международная конференция по теории и практике цифровых библиотек, TPDL 2017, Салоники, Греция, 18–21 сентября 2017 г., Proceedings, 537–543.. Springer.

18. Лейн Дж. (2010) Давайте сделаем научные показатели более научными. Природа 464 (7288): 488–489.

    Артикул

    Google ученый

19. Феррейра А. А., Гонсалвеш М.А., Лендер АХФ (2020) Автоматическое устранение неоднозначности имен авторов в библиографических списках. Обобщающие лекции по информационным концепциям, поиску и услугам. Издательство Morgan & Claypool, Сан-Рафаэль.

    Google ученый

20. Cota JMMC (2021) Платформа для изучения бразильской академической генеалогии. Дипломная работа. Федеральный университет Минас-Жерайс, Белу-Оризонти. (на португальском).

    Google ученый

21. Дэвид С.В., Хейден Б.Я. (2012) Neurotree: совместная графическая база данных академической генеалогии нейробиологии. PloS ONE 7(10):e46608.

    Артикул

    Google ученый

22. де Сикейра Г.О., Кануто С.Д., Гонсалвеш М.А., Лендер А.Х.Ф. (2020) Прагматический подход к иерархической категоризации исследовательского опыта при наличии скудной информации. Int J Digit Libr 21 (1): 61–73.

    Артикул

    Google ученый

23. Мадейра Г., Борхес Э.Н., Лукка Г., Сантос Х., Димуро Г. (2020) Инструмент для анализа академической генеалогии. В: Filipe J, Śmiałek M, Brodsky A, Hammoudi S (eds) Enterprise Information Systems, 443–456. Springer, Cham.

    Глава

    Google ученый

24. Freeman A (2017) Pro ASP.NET Core MVC 2. Apress, Нью-Йорк.

    Книга

    Google ученый

25. Прессман Р.С., Максим Б.Р. (2019) Программная инженерия: подход практика. 9-е изд. Макгроу Хилл, Нью-Йорк.

    Google ученый

26. Dumas JS, Redish J (1999) Практическое руководство по тестированию удобства использования. Книги интеллекта, Бристоль.

    Google ученый

27. Рубин Дж. , Чиснелл Д. (2008 г.) Справочник по юзабилити-тестированию: как планировать, разрабатывать и проводить эффективные тесты. Джон Вили и сыновья, Хобокен.

    Google ученый

28. Prates RO, Barbosa SDJ (2003) Оценка пользовательских интерфейсов — концепции и методы В: Learning Journey on Informatics, 28. Бразильское компьютерное общество (SBC), Рио-де-Жанейро. Глава. 6. (на португальском языке).

    Google ученый

29. Беван Н. (2009) В чем разница между целью юзабилити и методами оценки пользовательского опыта В: Труды UXEM’09Мастерская, 1–4.

30. Эззи Д. (2013) Качественный анализ. Рутледж, Абингдон.

    Книга

    Google ученый

31. Лазар Дж., Фэн Дж. Х., Хоххайзер Х. (2017) Методы исследования взаимодействия человека с компьютером. Морган Кауфманн, Берлингтон.

    Google ученый

32. Браун В., Кларк В. (2006) Использование тематического анализа в психологии. Качественное психологическое разрешение 3 (2): 77–101.

    Артикул

    Google ученый

33. Сантана А.Ф., Гонсалвеш М.А., Лаендер А.Х.Ф., Феррейра А.А. (2017) Добавочное устранение неоднозначности имени автора с использованием эвристики, специфичной для предметной области. J Assoc Inf Sci Technol 68 (4): 931–945.

    Артикул

    Google ученый

34. Феррейра А.А., Велозу А., Гонсалвеш М.А., Лендер А.Х.Ф. (2014) Устранение неоднозначности имени автора самообучения для сценариев с дефицитом информации. J Assoc Inf Sci Technol 65 (6): 1257–1278.

    Артикул

    Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

Авторы очень благодарны всем исследователям, которые согласились принять участие в оценке конечных пользователей, описанной в этой статье.

Финансирование

Эта работа была частично поддержана грантами FAPEMIG (грант APQ-02302-17) и CNPq (грант 308528/2019-0).

Декларации

Информация об авторе

Authors and Affiliations

1. Department of Computer Science, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Brazil

   João M. M. C. Cota, Alberto H. F. Laender & Raquel O. Prates

Authors

1. João M. M. C. Cota

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Alberto H. F. Laender

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Raquel O. Prates

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Contributions

Работа, представленная в этой статье, основана на диссертации первого автора, защищенной в Федеральном университете Минас-Жерайс 20 января 2021 года под совместным руководством двух других авторов. Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Альберто Х.Ф. Лендер.

Декларация этики

Утверждение этики и согласие на участие

Все исследователи, участвовавшие в оценке конечных пользователей, заранее дали свое информированное согласие на участие.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​принадлежности к организациям.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Наука о том, как растут деревья

Деревья — прекрасный актив; это не секрет. Но помимо красоты они еще и необходимы для жизни. Мы здесь, в Mr. Tree Services, хотим, чтобы вы не только влюбились в деревья из-за их красоты, но мы хотим, чтобы вы ценили их, уважали и знали о них еще лучше.

Мы обещаем, что если вы продолжите читать это, у вас не будет ощущения, будто вы вернулись на уроки естествознания в начальной школе. Мы просто хотим, чтобы вы помогли вам лучше понять ваши деревья и по-новому оценить эти прекрасные формы жизни.

Давайте начнем с древних деревьев, чтобы познакомить вас с забавным фактом, о котором вы, возможно, еще не знали. Древние деревья возникли из моря. Из-за этого они очень зависят от воды. Имеет смысл, не так ли? Вот почему у корневой системы дерева есть своя водосборная система. Вот как деревья могут поддерживать жизнь.

Теперь давайте еще больше изучим различные части деревьев и их потребности. Не волнуйся; ниже есть еще много новых забавных фактов, которыми мы рады поделиться!

Семена

Знаете ли вы, что с одного дерева могут выпасть сотни или даже тысячи семян? Вау! Это может показаться большим, и многие из вас могут подумать про себя: «Почему из-за этого повсюду не стало больше деревьев?» Что ж, время веселых фактов! Многие из падающих семян не попадают в землю. Вместо этого много едят насекомые или другие животные.

Кроме того, некоторые семена могут упасть на местность, где дерево не может расти, например, на слишком сухую, слишком твердую почву или на землю без почвы или грязи. Однако те семена, которые действительно попадают в идеальное место, или те семена, которые люди посадили в идеальном месте, прорастут. Поскольку каждое семя содержит зародыш, этот зародыш будет расширяться при поливе почвы.

Корни

Все знают, что такое корень дерева, но знаете ли вы, что у корней есть «волосы»? Эти волосы растут длиннее и крупнее, чтобы находить и поглощать влагу. Кроме того, корневые «волосы» — это то, что обеспечивает структурную поддержку дерева, оборачивая себя и переплетаясь с зернами почвы. Их называют корнями по той причине, что они укореняются как якоря в земле.

Еще один забавный факт для всех вас заключается в том, что корни не уходят так далеко в землю, как вы, вероятно, думаете. Большинство корней на самом деле находятся в верхних 18 дюймах почвы — да, на глубине менее двух футов! Если это не было достаточно удивительно, более половины этих корней находятся еще на более мелкой почве, в верхних шести дюймах почвы. Теперь это мелочь!

Стволы

Многим людям нравится красота стволов деревьев, но они гораздо больше, чем просто эстетически привлекательные. Стволы имеют решающее значение для выживания дерева. Стволы деревьев не только обеспечивают опору для конечностей самого дерева, но и являются источником транспортировки питательных веществ и влаги от корней к листьям. Из-за этого по мере роста дерева ствол также должен увеличиваться в длину и размер, чтобы получать устойчивый солнечный свет и влагу.

Знаете ли вы, что кора ствола дерева также играет важную роль? Кора ствола дерева является формой защиты. Думайте об этом как о доспехах, которые рыцари носили перед битвой; это та же работа, которую кора ствола дерева выполняет для всего дерева.

Здоровье дерева зависит от состояния, в котором находится кора ствола дерева. Это здоровье ухудшается из-за условий окружающей среды, ураганов, патогенов и повреждений от насекомых и животных. Не позволяйте этому отпугнуть вас от посадки собственного дерева, так как ваша надежная служба по выращиванию деревьев в Портленде, штат Орегон, всегда готова вам помочь.

Листья и ветки

Некоторые люди называют листья и ветви (и репродуктивные структуры) дерева кронами дерева. Как величественно! Почка дерева — это то, из чего в основном состоит структура воспроизводства, поскольку почка дерева — это, по сути, группа растущих тканей. Затем эта ткань превращается в зародышевые листья, цветки и так далее. Кроме того, почки отвечают за рост ветвей, формирование цветов и формирование листьев.

Еще один забавный факт для всех вас – рост ветвей и почки определяют форму кроны дерева, ее размеры и высоту. Также важно отметить, что почки удерживают не только листья. У некоторых бутонов могут быть цветы, а у некоторых даже есть и листья, и цветы!

Теперь, когда мы знаем об основных частях дерева, мы хотели бы поделиться с вами несколькими другими вещами, поскольку они являются важными аспектами науки о выращивании деревьев. Деревья не просто растут вверх, на большую высоту. Они тоже растут и растут вниз. Как упоминалось выше, стволы и ветви деревьев вырастают и становятся толще. Корни растут вниз, образуя структурную опору, необходимую для дерева.

Вы также, наверное, слышали, что по кольцам коры дерева можно определить возраст дерева, и это правда. Кольца говорят вам, в каком возрасте дерево было срублено. И последний забавный факт для всех вас: кольца также могут сказать вам, когда дерево росло быстрее или медленнее. Когда дерево растет быстро, годичные кольца становятся шире. Это также означает, что у дерева было достаточно места для роста, а также много света и воды. Когда кольца дерева более узкие, это означает, что в то время деревья, вероятно, были переполнены, или дерево подвергалось экологическому стрессу, например, засухе или шторму. Наконец, кольца деревьев могут даже рассказать нам о нападениях насекомых или животных, а также о шрамах от пожаров.

Теперь, когда вы знаете все о науке выращивания деревьев, поделитесь своими новыми знаниями с друзьями. Кроме того, знание того, как растет дерево и что ему нужно для правильного выживания, поможет вам стать лучшим владельцем или садоводом. Просто помните, что мы здесь, в Mr. Tree, вашей местной службе по выращиванию деревьев в Портленде, штат Орегон, на расстоянии одного телефонного звонка и всегда готовы обсудить с вами деревья!

Понимание эволюционных деревьев | Evolution: Education and Outreach

• Original Science/Evolution Review
• Открытый доступ
• Опубликовано: 12 февраля 2008 г.
• Т. Райан Грегори ¹  

Эволюция: образование и просветительство
том 1 , страницы 121–137 (2008 г.)Процитировать эту статью

• 106 тыс. Доступов

• 109 цитирований

• 152 Альтметрический

• Детали показателей

Abstract

Чарльз Дарвин нарисовал свое первое эволюционное дерево в 1837 году, и деревья до сих пор остаются центральной метафорой эволюционной биологии. Сегодня филогенетика — наука о построении и оценке гипотез об исторических закономерностях происхождения в форме эволюционных деревьев — стала широко распространяться внутри эволюционной биологии и все чаще за ее пределами. Таким образом, развитие навыков «древовидного мышления» является важнейшим компонентом биологического образования. И наоборот, неправильные представления об эволюционных деревьях могут быть очень вредными для понимания закономерностей и процессов, имевших место в истории жизни. Эта статья представляет собой базовое введение в эволюционные деревья, включая некоторые рекомендации о том, как и как не следует их читать. Рассмотрены десять наиболее распространенных заблуждений об эволюционных деревьях и их значении для понимания эволюции.

Введение: важность древовидного мышления

Красиво отражая как его литературный стиль, так и проницательное понимание природы, Дарвин (1859 г.) предложил следующую древесную метафору для описания разнообразия и вымирания видов:

Как почки дают поднимаются путем роста к свежим почкам, и эти, если они сильные, разветвляются и перекрывают со всех сторон множество более слабых ветвей, так же, как я полагаю, в процессе зарождения произошло с великим Древом Жизни, которое наполняет своими мертвыми и сломанными ветвями кору. земли и покрывает поверхность своими вечно ветвящимися и красивыми разветвлениями.

Дарвин явно считал это Древо Жизни важным организующим принципом в понимании концепции «происхождения с модификацией» (то, что мы теперь называем эволюцией), использовав диаграмму ветвления родства в начале своего исследования вопроса (рис. 1) и включает древовидную диаграмму в качестве единственной иллюстрации в «Происхождение видов» (Дарвин, 1859). В самом деле, описание исторических взаимоотношений между живыми группами в виде модели ветвления появилось еще до Дарвина; Ламарк (1809 г.), например, использовал похожий тип иллюстрации (см. Gould 1999).

Рис. 1

Первое эволюционное дерево, нарисованное Дарвином (1837 г.) в одной из его тетрадей. Также следует отметить, что единственной иллюстрацией в «О происхождении видов » (Дарвин, 1859) было эволюционное дерево. Другие ранние эволюционисты до и после Дарвина, в том числе Ламарк (1809 г. ), также рисовали диаграммы ветвления, чтобы указать на родство (см. Gould 1999) модели ветвления, которые привели к разнообразию жизни, какой мы ее знаем (например, Cracraft and Donoghue 2004; Hodkinson and Parnell 2007; Lecointre and Le Guyader 2007; Maddison and Schultz 2007). Целая дисциплина, известная как филогенетика (Гр. phyle , племя + genesis , рождение) вместе с профессиональными обществами, специализированными научными журналами и сложной технической литературой, которая может быть недоступна для многих неспециалистов. Результаты этой профессии стали колоссальными: было высказано предположение, что филогенетики как группа публикуют в среднем 15 новых эволюционных деревьев в день (Rokas 2006). Поэтому неудивительно, что утверждается, что эволюционная биология в целом претерпела сдвиг в сторону «древовидного мышления» (O’Hara 19).88), сродни более раннему движению к «мышлению населения», которое помогло сформировать неодарвинистский синтез примерно в середине двадцатого века (Mayr and Provine 1980).

В то время как древовидное мышление проникло в большую часть профессиональной эволюционной биологии, оно еще не оказало полного влияния на неученых. Как Баум и др. (2005) недавно отметили: «Филогенетические деревья являются наиболее прямым представлением принципа общего происхождения — самой сутью эволюционной теории — и поэтому они должны занимать более видное место в понимании эволюции широкой публикой». В связи с этим речь идет не столько о технических аспектах филогенетического анализа ^{Footnote 1} которые представляют интерес, но более практическое понимание того, что представляют собой эволюционные деревья и, что не менее важно, чего они не представляют. Как Баум и др. (2005) продолжение,

Древовидное мышление не обязательно подразумевает знание того, как практикующие систематики выводят филогении. Любой, кто изучал филогенетику вне области эволюционной биологии, знает, что она сложна и быстро меняется, изобилует многочисленной статистической литературой, страстными философскими дебатами и обилием высокотехнологичных компьютерных программ. К счастью, можно интерпретировать деревья и использовать их для систематизации знаний о биоразнообразии, не зная деталей филогенетического вывода.

К сожалению, становится ясно, что многим читателям не хватает достаточного уровня филогенетической грамотности, чтобы правильно интерпретировать эволюционные закономерности и процессы. Например, недавнее исследование студентов бакалавриата, прошедших хотя бы начальный курс эволюционной науки, выявило ряд распространенных заблуждений о филогенетических деревьях, которые представляют собой «фундаментальные препятствия для понимания того, как работает эволюция» (Меир и др., 2007). ^{Сноска 2} Раннее исправление этих неверных представлений было бы очевидным преимуществом, и было высказано предположение, что важность для студентов-биологов научиться интерпретировать эволюционные деревья не уступает важности для студентов-географов, которых учат читать карты (O’ Хара 1997). Учитывая растущее значение филогенетических анализов в судебных, медицинских и других приложениях (например, Vogel 1997; Rambaut et al. 2001; Mace et al. 2003; Mace and Holden 2005) в дополнение к их всепроникающему влиянию на эволюционные исследования, это утверждение не выглядит завышенным.

Целью этой статьи является краткое введение в эволюционные деревья и некоторые основные сведения о том, как их следует и не следует читать и интерпретировать. Затем следует обсуждение десяти самых распространенных заблуждений об эволюционных деревьях, многие из которых соблюдаются одновременно и любое из которых может серьезно затруднить понимание эволюции.

Основы филогенетической грамотности

Что такое эволюционное дерево?

В самых общих чертах эволюционное дерево, также известное как филогения ^{Сноска 3} , представляет собой схематическое изображение биологических объектов, связанных общим происхождением, таких как виды или таксономические группы более высокого уровня. Огромный массив данных подтверждает вывод о том, что каждый организм, живущий сегодня, и все те, кто когда-либо жил, являются членами общего наследия, восходящего к зарождению жизни примерно 3,8 миллиарда лет назад. Следовательно, можно ожидать, что возможно, по крайней мере в принципе, реконструировать Древо Жизни, ветвь за ветвью и ветвь за ветвью, от нынешнего разнообразия, присущего самым отдаленным ветвям, к общему общему корню. Однако это предположение остается спорным — не потому, что есть какие-то научные сомнения в исторической родственности видов (т. е. в факте эволюции; Gregory 2008), а из-за сложной природы эволюционных процессов.

Начнем с того, что родство между видами — это концепция, которая зависит как от генетики, так и от истории, и существует достаточно свидетельств того, что даже в отдаленно расходящихся линиях иногда происходит значительное совместное использование генов (процесс, известный как латеральный или горизонтальный перенос генов). , в отличие от более типичной «вертикальной» передачи генов от родителя к потомству). Некоторые авторы утверждают, что это было достаточно распространено в самый ранний период истории жизни и было достаточно распространено в более позднем прошлом, чтобы создать «паутину жизни» без какого-либо единого корня, а не строго разветвляющееся дерево, в котором ветви, однажды разделенные, остаются отдельными навсегда (например, Doolittle 2000; Doolittle and Bapteste 2007). По крайней мере, следует отметить, что в свете таких процессов, как латеральный перенос генов и дупликация генов, история отдельных генов может не следовать тем же историческим путям, что и у видов, в которых они обитают. Во многих случаях «генные деревья» и «видовые деревья» могут не быть эквивалентными, что усложняет (но не исключает) реконструкцию филогений с использованием молекулярной информации (например, Wolf et al. 2002; Rokas 2006).

Помимо этих проблем, у живых организмов есть история, и она включает в себя универсальную родственность того или иного рода, будь то аналогия простого дерева, более сложной паутины или чего-то еще. Более того, не существует фундаментального принципа, препятствующего тому, чтобы модель происхождения различалась как во времени, так и таксономически: возможно (но никоим образом не подтверждено), что прямая метафора дерева неуместна, скажем, для древних (или, возможно, даже современных) бактерий, но является точным применительно к эукариотам. В случае последнего, по крайней мере, может существовать «настоящая» филогения, которая точно изображает исторические закономерности происхождения, соединяющие ветви эукариот с их общим корнем, но форма дерева далека от разрешения (Baldauf 2003). На самом деле, за исключением редких случаев, когда схема эволюционного ветвления создается в лаборатории и наблюдается непосредственно по мере ее возникновения (например, Хиллис и др. 19).92; Сансон и др. 2002), невозможно с уверенностью сказать, что та или иная филогения исторически достоверна. В результате любое реконструированное филогенетическое древо представляет собой гипотезу о взаимоотношениях и закономерностях ветвления и, следовательно, подлежит дальнейшей проверке и доработке с анализом дополнительных данных. Полностью решенные и бесспорные филогении встречаются редко, и поэтому создание, проверка и обновление филогенетических гипотез остаются активной и иногда горячо обсуждаемой областью исследований.

Анатомия филогении

Старое клише гласит, что чрезмерное внимание к отдельным деревьям может помешать оценить величие леса. Обратное относится к эволюционным деревьям, поскольку их коллективная важность очевидна, но многие люди не знакомы с основными чертами индивидуальных филогений. Иллюстрируют ли они отношения между несколькими видами или тысячами (например, Bininda-Emonds et al. 2007) или более крупными группами видов (родами, семействами, типами, ^{Footnote 4} и т. д.), все эволюционные деревья предоставляют одну и ту же основную информацию: историческую модель происхождения, дивергенции и происхождения. Они делают это, изображая ряд ветвей, которые сливаются в точках, представляющих общих предков, которые сами связаны через более далеких предков.

Общая анатомия филогенеза представлена ​​на рис. 2. На этом дереве показаны взаимоотношения между шестью видами (от A до F), все из которых существуют в настоящее время. Каждый вид представляет собой один «конечный узел» или «вершину» дерева. В этом дереве крайняя правая часть, где расположены эти конечные узлы, представляет сегодняшний день, а эволюционное время уходит глубже в прошлое по мере продвижения справа налево по филогенезу. Эти живые виды расположены на концах «ветвей», которые в прошлом соединялись друг с другом во «внутренних узлах». Каждый внутренний узел считается предком, общим для двух родословных, и каждая ветвь отражает независимую эволюцию родословных, которая произошла после их расхождения от данного общего предка. В конечном счете, все пять видов имеют одного общего предка в самом глубоком внутреннем узле, также известном как «корень» дерева. В целом, форма дерева и, следовательно, модель ветвления, которую оно предполагает, известны как его «топология».

Рис. 2

Анатомия филогении. Эволюционное дерево включает в себя несколько компонентов. Справа от (в данном случае см. альтернативы на рис. 4 и 5) находятся конечные узлы или «вершины» дерева. Обычно они представляют отдельные виды или более крупные таксономические группы, и все они являются современниками друг друга (например, все они могут жить в настоящее время, и в этом случае все от A до F будут представлять современные виды). Конечные узлы связаны друг с другом через ветви, которые соединяются во «внутренних узлах». Внутренние узлы представляют собой предполагаемые события расщепления (видообразования) линии, которые приводят к возникновению сестринских групп потомков, другими словами, они представляют общих предков, от которых произошли две или более родственные линии. На этом рисунке 9Узел 0416, отмеченный звездочкой , представляет собой самого последнего общего предка видов A и B , а узел , отмеченный двумя звездочками , является самым последним общим предком видов A , B и . С . Схема ветвления — известная как «топология» дерева — указывает на эволюционное родство. Например, виды A и B имеют недавнего общего предка, которого не было у других видов, и поэтому их называют «сестринскими таксонами». Точно так же виды D и E являются сестринскими таксонами. Вид F является наиболее дальним родственником из выборки видов и известен как «внешняя группа». Виды вне группы необходимы для «укоренения» эволюционного дерева, то есть для указания последнего общего предка (то есть самого глубокого внутреннего узла), общего для всей группы видов. Термин «базовая линия» иногда используется для описания ветви, ведущей к чужой группе, но это не рекомендуется, поскольку часто ошибочно подразумевается, что она претерпела меньше изменений и, следовательно, является более «примитивной» или «наследственной», чем исходная группа. другие линии (рис. 15; см. также Crisp and Cook 2005)

Изображение полного размера

По определению, чем больше общих предков у двух видов, чем других видов, тем более тесно они связаны между собой. Например, на рис. 2 от конечных узлов до корня виды A и B имеют четырех общих предков, виды A и D имеют двух общих предков, а вид F имеет только одного общего предка (сам корень) с любым из остальные пять видов. Виды A и B связаны через недавнего общего предка, которого нет ни у одного другого таксона на дереве, и поэтому они известны как «сестринские таксоны». Следующим ближайшим родственником видов A и B является вид C, с которым они имеют общего предка, за исключением видов D, E и F. Виды D и E являются сестринскими таксонами и являются следующими ближайшими родственниками A + B + C. Вид F, напротив, не связан ни с одним из других видов, кроме одного отдаленного предка, и известен как «внешняя группа». Внешняя группа необходима для укоренения дерева (деревья без корней также можно рисовать, но они менее информативны и здесь не рассматриваются).

Как читать эволюционные деревья

Филогении как генеалогические деревья

Хотя технический жаргон филогенетики может сбить с толку при первом прохождении, достижение базового понимания эволюционных деревьев не должно быть сложной задачей. Примечательно, что люди во всех культурах умеют распознавать и понимать родство в других контекстах, и многие из этих способностей одинаково хорошо применимы к филогениям. Есть некоторое сходство между филогениями видов и родословными человеческих семей, и может быть полезно думать об эволюционном древе как о «генеалогическом древе». ^{Сноска 5} Эта аналогия явным образом проиллюстрирована на рис. 3а, на котором показаны некоторые легко распознаваемые отношения между членами человеческой семьи. В этом случае читатель изображается как один из четырех терминальных узлов, каждый из которых представляет современного человека. Ближайшим родственником читателя в одном поколении является родной брат, с которым у него или нее есть общий предок (родитель), исключая других людей. У самой родительницы есть родной брат, оба происходят от дедушки и бабушки читателя; если бы это дерево было нарисовано на одно поколение раньше, бабушка и дедушка были бы отмечены как родитель, а тетя и родитель были бы помечены как братья и сестры. Потомки тети читателя (то есть сестры родителя) являются двоюродными братьями читателя. Те же самые основные отношения применимы к видам, показанным на рис. 3b.

Рис. 3

Филогении указывают как на родство, так и на историческое происхождение . В качестве грубой аналогии филогении можно сравнить с родословными человеческих семей. и показывают простую «филогенезию» человеческих взаимоотношений. Вы, читатель, указаны как один конечный узел вместе с родным братом, с которым у вас есть недавний общий предок (ваш родитель). Также изображены два ваших двоюродных брата, каждый из которых в равной степени состоит в родстве с вами и с вашим братом и сестрой, и с которыми у вас есть более дальний общий предок (ваши бабушка и дедушка). Вы не являетесь потомком своего брата или сестры или двоюродного брата (и они не происходят от вас) — скорее, ваше родство определяется моделью происхождения и родословной, уходящей в прошлое. b показывает филогению современных видов C , K , Y и S . Y не происходит от S (и наоборот), а скорее являются сестринскими таксонами, которые оба произошли от своего общего предка, P . Точно так же A является общим предком сестринских таксонов C и K . Все эти виды имеют более отдаленного общего предка, G . Предки A , P и G вымерли и могут быть известны только по окаменелостям или могут быть выведены на основании генетических или морфологических данных. c показывает группы родственных видов и их общих предков, которые известны как «клады». Клады в этом дереве включают группировки [ C + K + A ] и [ Y + S + P ], которые вложены в больший Clade [ C +], которые вложены в больший кл.0416 K  +  A  +  Y  +  S  +  P  +  G ]. Both A and P are descended from their common ancestor G , and their descendant clades (i.e., [ C  +  K  +  A ] and [ Y  +  S  +  P ] соответственно) являются «сестринскими группами» друг друга ( A и P сами были сестринскими таксонами). Группы, не включающие самого последнего общего предка или включающие только некоторых потомков предка, не являются кладами

Изображение в натуральную величину

Это простое сравнение между филогениями и семейными родословными подчеркивает некоторые другие важные моменты, касающиеся интерпретации эволюционных деревьев. Во-первых, современные сущности (будь то отдельные члены семейства, виды или более крупные группы) связаны через общих предков — сами они не являются предками друг друга. Таким образом, читатель не происходит от родного брата; скорее, оба произошли от общего родителя. Точно так же читатель не происходит от двоюродного брата, но у них есть более дальний общий предок, а именно их бабушка и дедушка. Во-вторых, на дереве указывается не только индивидуальное родство, но и родство вложенных и все более включающих групп. Читатель, его или ее брат, сестра и их общий родитель представляют собой «ближайшую семью», тогда как добавление двоюродных братьев, тети, бабушки и дедушки также дает связную группу, которую можно в более общем смысле обозначить как «семью». Аналогичные группы в филогенетическом плане, включающие предка и всех его потомков, называются «кладами» (рис. 3c). Как О’Хара (1994) объяснил: «Если вы схватитесь за дерево в любой точке и отрежете сразу под вашей хваткой — ниже в смысле по направлению к корню, — кусок дерева в вашей руке по определению будет кладой». Другими словами, клады — это ответвления, включающие в себя все ответвления, выросшие из них. В-третьих, все члены ближайших родственников в равной степени связаны с людьми, не входящими в их ближайшие семьи, но с которыми у них есть общий более дальний предок. Например, на рис. 3а и читатель, и его родной брат в равной степени связаны с обоими двоюродными братьями. Аналогичным образом виды Y и S на рис. 3b в равной степени связаны с видами C и видами K. Действительно, независимо от того, сколько потомков есть у родителя и тети, все братья и сестры будут в равной степени связаны со всеми своими двоюродными братьями и сестрами. То же самое относится и к видам.

Типы деревьев

В самых общих чертах древовидные диаграммы известны как «дендрограммы» (от греческого слова «дерево»), тогда как филогении, отображающие только порядок ветвления, известны более конкретно как «кладограммы». Кладограммы можно рисовать разными способами. Какой из них используется, в значительной степени не имеет значения: важен порядок ветвления. На рис. 4 приведены примеры шести распространенных способов рисования кладограмм, каждый из которых полностью эквивалентен с точки зрения топологии. Общая ориентация кладограмм также не имеет отношения к их точности, хотя в большинстве традиционных представлений корень помещается либо внизу, либо слева (рис. 5). Расположение кончиков также не имеет значения, если сохраняется схема ветвления. В этом отношении филогении подобны мобильнику младенца: каждый внутренний узел можно вращать без каких-либо последствий для паттерна, по которому соединяются ветви (рис. 6). Как будет видно, понимание концепции свободно вращающихся узлов может само по себе помочь исправить несколько основных неправильных интерпретаций филогенетических отношений и, следовательно, эволюционного процесса, который их порождает.

Рис. 4

Эволюционные деревья могут быть представлены различными способами. На этом рисунке показаны шесть распространенных подходов к изображению эволюционных отношений с использованием корневых деревьев. Два наиболее распространенных типа, диагональный и прямоугольный, показаны на вверху , но любой из них можно встретить в научной литературе или учебниках. Во всех шести деревьях характер ветвления и родства одинаков, например, F  +  C и E  +  D — пары сестринских таксонов, тогда как A — внешняя группа, и, следовательно, все шесть точно эквивалентны. Читателю предлагается подтвердить, что схема ветвления одинакова для всех шести деревьев

Изображение в натуральную величину

Рис. 5

Временная направленность филогении . Независимо от типа изображенного дерева (рис. 4), корневое дерево может быть прочитано как указывающее на самого раннего предка в корне, от которого произошли внутренние узлы и, в последнее время, конечные узлы. Иными словами, эволюционные деревья указывают на течение времени, начиная с корня (самого старого) и заканчивая конечными узлами (самым молодым). Время нельзя прочитать в каком-либо другом направлении на дереве (например, по вершинам), потому что все конечные узлы представляют современные виды (см. рис. 11 и 16). На всех четырех деревьях, показанных здесь, 9Стрелка 0416 указывает направление времени от самого раннего предка (у корня ) до современных видов (у вершины ). Деревья чаще всего ориентированы лицом вверх или вправо, но это только условность, и деревья вниз или влево будут одинаково точными. Обратите внимание, что деревья, подобные этим, не подразумевают определенное количество времени для каждой ветви и не указывают, когда произошли определенные события ветвления; они просто указывают на исторический порядок ветвления внутри родословных. Например, это дерево указывает на то, что раскол между родословной, ведущей к видам D и E произошло через некоторое время после разделения линий от общего предка D  +  E  +  C  +  F  9+  B  9+ Напротив, это не означает, что расщепления D  +  E и C  +  F произошли в одно и то же время

Полноразмерное изображение

Рис. топология . Хотя они могут выглядеть совершенно по-разному, четыре дерева, показанные здесь, полностью эквивалентны друг другу. Это связано с тем, что важен порядок событий ветвления — топология. Каждый внутренний узел можно вращать, не влияя на топологию, потому что это не меняет группировки видов. Например, все четыре дерева сохраняют F  +  G как сестринские таксоны, ближайшим родственником этих видов является E , затем D и так далее. Читателю предлагается подтвердить, что топологии этих деревьев идентичны. Чтобы преобразовать дерево вверху слева в дерево вверху справа ( стрелка 1 ), нужно только повернуть узел, соединяющий B с [ C  +  D  +  904+16 E +  Ф  +  Г ] и соединение узла A до [ B + C + D + E + F + G ], как показано на рисунке. Чтобы преобразовать это второе дерево в дерево внизу справа ( стрелка 2 ), нужно повернуть узел, соединяющий [ E  +  F  +  G ] и узел, соединяющий A

1 с [ C  +  D  +  E  +  F  +  G  +  В ]. Читателю предлагается определить повороты узлов, необходимые для преобразования этого третьего дерева в дерево внизу слева ( стрелка 3 ) и оттуда обратно в исходное дерево вверху слева ( стрелка 4 )

Изображение в натуральную величину

В качестве примера важности вращения узлов рассмотрим отношения, показанные на рис. 7. В этом случае дерево «несбалансировано», что означает, что одна из ветвей, происходящих от глубокого общего предка, содержит множество видов больше, чем в другом. Это может отражать либо реальную разницу в «видовом богатстве» между двумя линиями, либо просто результат систематической ошибки выборки, при которой полное разнообразие одной линии (или обеих) не включается в дерево (например, Harcourt-Brown et al. 2001). На панелях a и b этого рисунка показана «лестничная» кладограмма, в которой наиболее разнообразные ветви последовательно расположены справа (панель a) или слева (панель b) от каждого внутреннего узла. Однако, поскольку каждый узел можно вращать, дерево на панели c, хотя, возможно, несколько более загромождено, не менее точно.

Рис. 7

Несбалансированные деревья могут быть лестничными или нелестничными без изменения топологии . Многие эволюционные деревья «несбалансированы», что означает, что не все сестринские группы содержат одинаковое количество видов. Это может быть связано с реальными различиями в разнообразии между группами или с неполной выборкой, когда не все современные виды включены в дерево. На рис. 3б показано сбалансированное дерево, но деревья, изображенные здесь, несбалансированные, поскольку основные ветви не содержат равного числа видов (т. е. одна ветвь от корня содержит только один вид, H , тогда как другая ветвь включает виды G , F , E , D , C , B и A ). В a и b деревья расположены «лесенкой», что означает, что они представлены самой разнообразной сестринской группой на одной стороне каждого внутреннего узла. c показывает одно и то же дерево с идентичной топологией в нерелейном формате. Это было сделано простым вращением нескольких узлов (рис. 6), чтобы более разнообразные группы не всегда появлялись справа ( а ) или слева ( б ) внутренних узлов. Хотя лестничные деревья кажутся менее загроможденными, они не более точны, чем нелестничные, и на самом деле они могут привести к тому, что читатели неправильно интерпретируют информацию, представленную в дереве (рис. 11 и 14; см. также Крисп и Кук, 2005 г.)

Полный размер image

Паттерн ветвления — единственная информация, которую можно надежно извлечь из кладограммы, независимо от того, как она представлена. Как и в случае с порядком концевых узлов, длины отдельных ветвей на кладограмме не несут никакой информации (рис. 8а). Напротив, у деревьев, известных как «филограммы», длина ветвей представлена ​​как пропорциональная некоторой мере дивергенции между видами, например, на основе сравнения последовательностей дезоксирибонуклеиновой кислоты или морфологических признаков. Эти деревья обычно включают масштабную линейку, чтобы указать степень расхождения, представленную заданной длиной ветви (рис. 8b). Топология остается важной, но в этих деревьях вершины не выровнены по одному концу дерева, хотя виды, которые они представляют, не менее современны, чем на кладограмме. Чтобы выровнять кончики и представить длины ветвей как пропорциональные расхождению или времени, можно использовать один из нескольких алгоритмов преобразования для «ультраметризации» филограммы (рис. 8c).

Рис. 8

Для информации, отличной от топологии, требуются разные деревья . Дерево, показанное в a , известно как «кладограмма» и такое же, как и другие в статье, в том, что информация, содержащаяся в нем, ограничена порядком ветвления; длины ветвей в таких деревьях не несут никакой информации. Однако можно рисовать и другие типы деревьев, чтобы указать дополнительную информацию, такую ​​как степень генетического или морфологического расхождения между видами. b демонстрирует особый вид филогенеза, известный как «филограмма», в котором длина ветви пропорциональна некоторой мере дивергенции. Филограммы обычно включают масштабную линейку, чтобы указать, насколько изменение отражается в длине ветвей. Полную дивергенцию между двумя видами определяют на филограмме путем сложения всей длины разделяющих их ветвей: от одного вида до общего предка и затем от предка до второго вида. В этом дереве линия, ведущая к видам U претерпел меньше изменений, чем линия, ведущая к видам V , поскольку эти линии отделились от общего предка. И наоборот, линия, ведущая к X , претерпела больше изменений, чем линия, ведущая к W , поскольку эти линии разошлись со своим последним общим предком (включая еще одно разделение, которое привело к Z — напомним, что ни Z , ни W является предком X ). Важно отметить, что, как и в случае с кладограммой в a , все виды U – Z в b являются современными видами. Чтобы сделать это более ясным, деревья, такие как деревья b , иногда «ультраметризируют», как в c , что означает, что конечные узлы выровнены друг с другом, а длина внутренних ветвей масштабируется, чтобы показать степень расхождения между сестринскими группами. а не среди отдельных видов. В качестве альтернативы дерево, подобное тому, что в c , может быть масштабировано во времени (например, за миллионы лет до настоящего времени), например, если доступны данные окаменелостей или «молекулярных часов» для калибровки конкретного времени событий ветвления (Бентон и Айяла, 2003 г. См. также рис. 9.)

Полноразмерное изображение

Наконец, некоторые эволюционные деревья предназначены для предоставления информации не только о порядке и времени ветвления, но и о таких характеристиках, как относительное видовое разнообразие, географическое распространение или экологические характеристики (рис. 9). Это не кладограммы и не филограммы, и они могут не давать никакой явной информации о порядке ветвления отдельных видов в более крупных группах. Вместо этого они обычно представляют собой крупномасштабные эволюционные деревья, построенные с использованием данных об окаменелостях и другой информации, чтобы дать общий обзор истории происхождения.

Рис. 9

Некоторые эволюционные деревья включают информацию о времени и разнообразии . показывает пример эволюционного дерева, которое включает не только информацию о топологии, но и время, указанное на оси слева , и относительное видовое разнообразие, указанное шириной ветвей. Обратите внимание, что не все ветви имеют одинаковую длину, потому что дерево масштабируется по геологическим периодам времени и включает вымершие линии, которые, следовательно, не доходят до настоящего времени. Из Benton (2005), воспроизведено с разрешения Blackwell. b показывает пример эволюционного дерева, которое предоставляет информацию о географическом распространении и экологии питания, но дает только общее указание на эволюционные отношения, а не явные связи между отдельными видами (но см. MacFadden 1992). Из MacFadden (2005), иллюстрация П. Хьюи. Перепечатано с разрешения Американской ассоциации развития науки

Изображение в полный размер

Как не читать эволюционные деревья

Неправильное понимание эволюционных деревьев широко распространено среди студентов, в средствах массовой информации и среди других неспециалистов. Еще более тревожным является то, что они также часто появляются в рецензируемой научной литературе, часто со значительными последствиями для выводов, сделанных на основе сравнительного анализа (см. несколько примеров в Crisp and Cook 2005). Следующие разделы описывают и пытаются исправить десять наиболее часто встречающихся заблуждений об эволюционных деревьях. Некоторые из них взаимосвязаны и, следовательно, в некоторой степени перекрываются, но каждый из них можно проиллюстрировать на отдельных примерах. Обучение (и обучение студентов) тому, как избежать этих недоразумений, представляет собой ключевой шаг к развитию адекватных навыков древовидного мышления.

Заблуждение №1: Высшее и Низшее

Представления о «Великой Цепи Бытия» или scala naturae (весы природы), в которых живые виды (и, в некоторых случаях, неживая материя и/или божественное) ранжируются от низшего к высшему и простираются, по крайней мере, до Аристотеля. Хотя сам Дарвин (1837 г.) ранее заметил, что «абсурдно говорить о том, что одно животное выше другого», во многих отношениях его вклад просто изменил объяснение предполагаемого ранжирования, заменив шкалы природы «эволюционной шкалой». или «эволюционная лестница» (Ruse 1996). Разговоры о «высших» и «низших» организмах, сделанные по отношению к современным видам, сохраняются как в публичном, так и в профессиональном научном дискурсе. Неудивительно, что люди обычно (само)определяются как «высшие» организмы, а другие живые виды оцениваются как более высокие или более низкие по «эволюционной шкале» в зависимости от того, насколько они похожи на этот конкретный конечный узел филогении животных.

Как отмечали многие видные авторы, нет научно обоснованной основы для ранжирования живых видов таким образом, независимо от того, насколько интересным или уникальным может быть какой-либо аспект их биологии для наблюдателей-людей (например, Докинз 19).92; Гулд 1994, 1996). Эта ошибка отражает не столько специфическое непонимание филогенетических диаграмм как таковых, сколько непонимание самой концепции общего происхождения. Следовательно, корректировка, которую необходимо сделать в этом случае, заключается в том, чтобы представить эволюцию как линейный, прогрессивный процесс, который порождает лестничные ранги, к одному из процессов ветвления и диверсификации, результатом которого являются деревья (например, O’Hara 1992, 1997; Nee 2005). ).

Заблуждение № 2: Главная линия и ответвления

Хотя это явно важный первый шаг, признание эволюции древовидной само по себе не устраняет прогрессивистские интерпретации истории жизни. Даже те, кто признает ветвящийся характер эволюционных изменений, могут продолжать интерпретировать их как прогрессивный процесс, в котором «главная линия» ведет к четкой конечной точке (а именно 9).0416 Homo sapiens ). В этом повествовании все другие современные виды являются производными «второстепенных путей», аномальными ответвлениями основной линии человека, которые по той или иной причине сбились с пути. Даже Хаксли (Huxley, 1880) стал жертвой этой линии мышления, когда предположил, что костистые рыбы «мне кажутся оторванными от основной линии эволюции — представляют собой, так сказать, боковые следы, начинающиеся с определенных точек этой линии».

На рис. 10а показано, как Хаксли мог прийти к такому ложному заключению, все еще принимая основную концепцию древовидного ветвления. Это представляет собой несбалансированное дерево с правильной лестницей с представителями нескольких линий позвоночных, включая хрящевых рыб, костистых рыб, амфибий, птиц и линию млекопитающих, представленную людьми. Для многих интуитивная интерпретация этого дерева заключается в том, что люди представляют собой конечную точку «главной линии», от которой отходят все остальные линии в какое-то время в прошлом.

Рис. 10

В эволюции нет «основных линий» или «второстепенных путей». Несомненно, многие читатели сочтут, что дерево, изображенное в , как , отражает основную линию эволюционного прогресса от примитивного предка к «продвинутым» видам, таким как люди, с другими группами, такими как хрящевые или костные рыбы, появляющимися в качестве побочных следов этой линии. , несмотря на то, что примерно половина всех видов позвоночных — костистые рыбы (и только 10% — млекопитающие). Примечательно, что дерево в b в равной степени действителен, и по той же ложной логике окунь был бы конечной точкой предполагаемой основной линии, а все наземные позвоночные, включая человека, — очевидным боковым путем. Важно, чтобы положения концевых узлов, все из которых представляют современные виды, не были ошибочно приняты за имеющие какое-то значение, потому что это не так (см. также рис. 11). Обратите также внимание, что люди более тесно связаны с костистыми рыбами, чем с акулами. Филогенетически говоря, «рыба» — неверная категория, возникающая из-за разной скорости морфологических изменений между линиями и не отражающая реальных взаимоотношений

Полноразмерное изображение

Два пункта могут помочь исправить это заблуждение. Во-первых, вспомните из рис. 3, что все братья и сестры в равной степени связаны со своими общими двоюродными братьями. В этом дереве все члены клады, в которую входят лягушки, птицы и люди (четвероногие), в равной степени связаны со всеми членами клады, в которую входят золотые рыбки и форели (костые рыбы). Во-вторых, простое вращение нескольких внутренних узлов или добавление лучшего представления некоторых из самых разнообразных групп, как показано на рис. 10b, полностью меняет это восприятие без какого-либо влияния на точность дерева. Немногие читатели интерпретируют рис. 10b как подразумевающий, что существует основная линия с окунем в качестве конечной точки и людьми и другими млекопитающими в качестве второстепенного, ранневетвящегося ответвления, даже с учетом того факта, что костистые рыбы составляют примерно 50% всего разнообразия позвоночных, тогда как млекопитающие составляют около 10%. Тем не менее, логика такого явно глупого прочтения этого дерева не более ошибочна, чем интуитивная «основная линия» интерпретации рис. 10а. Цитируя О’Хара (1992),

Когда мы осознаем, что даже среди позвоночных существует 50 000 различных «сказок о позвоночных», каждая с разным концом и с разным нарративным ландшафтом; когда мы действительно думаем о расходящемся дереве, а не о линии; когда мы понимаем, что нелепо говорить о том, что одно животное выше другого; только тогда мы увидим все величие исторического взгляда на жизнь.

На самом деле, наиболее вероятно, что эволюционная история будет неверно истолкована как представление прогрессивной «главной линии», когда имеется только одна очевидная доступная конечная точка. В том, что он назвал «маленькой шуткой жизни», Гулд (1991) отметил, что только 90 416 неудачных 90 391 линий с очень небольшим числом живых представителей принимаются за конечные точки предполагаемой основной линии.

Заблуждение № 3: прочтение советов

Ссылаясь на кладограмму, аналогичную показанной на рис. 11a, Baum et al. (2005) попросили читателей задуматься над следующим вопросом на основе их прочтения дерева: «Лягушка более тесно связана с рыбой или человеком?» Ожидание, подкрепленное дополнительными исследованиями (Meir et al. 2007), заключается в том, что многие люди интуитивно интерпретируют дерево как указание на более тесное родство между лягушкой и рыбой, чем между лягушкой и человеком. Они делают это потому, что неверно интерпретируют значение порядка терминальных узлов, а не оценивают схему ветвления, которая исторически связывает эти современные вершины друг с другом.

Рис. 11

Порядок конечных узлов не имеет значения. Одно из наиболее распространенных заблуждений относительно эволюционных деревьев состоит в том, что порядок конечных узлов предоставляет информацию об их родстве. Только порядок ветвления (т. е. последовательность внутренних узлов) предоставляет эту информацию; поскольку все внутренние узлы можно поворачивать, не затрагивая топологию (рис. 6), порядок вершин не имеет значения. Тем не менее, у читателей есть сильная тенденция брать дерево в a , что указывает на то, что лягушки более тесно связаны с рыбами, чем люди. Это не так: и лягушки, и люди (и птицы, и ящерицы, и кошки) в равной степени тесно связаны с рыбами, поскольку четвероногие имеют общего предка, за исключением костистых рыб. С другой стороны, люди и кошки более тесно связаны друг с другом, чем с любым другим изображенным видом, потому что у них есть недавний общий предок, за исключением других видов. Дерево в b имеет ту же топологию, что и a , и поэтому одинаково действителен. В этом случае такое же неверное истолкование «чтения по кончикам» привело бы к ошибочному заключению, что птицы более тесно связаны с рыбами, чем кошки, или что люди более тесно связаны с лягушками, чем с ящерицами и птицами. Поскольку у них есть общий предок, амниоты, птицы, кошки, ящерицы и люди в равной степени связаны с лягушками. Хорошей практикой является мысленное вращение нескольких внутренних узлов при первом изучении дерева, чтобы развеять неверные толкования, основанные на чтении порядка подсказок 9.0005

Полноразмерное изображение

Чтобы исправить это неверное толкование, можно потратить время на определение клад, изображенных на дереве (Baum et al. 2005). Люди, кошки и их общий предок-млекопитающее представляют одну кладу, как и птицы, ящерицы и их общий предок. Эти линии вместе с их общим предком представляют собой кладу (амниоты), в которую вложены первые две клады. Добавление лягушек и предка, связывающего их с вышеупомянутыми видами, создает еще большую кладу (тетраподов). Добавление рыб и общего предка всех видов в это дерево создает последнюю и самую большую кладу (позвоночные). Поскольку лягушки могут быть включены в кладу с людьми раньше, чем рыбы — другими словами, поскольку лягушки и люди имеют общего предка, которого нет у рыб, — лягушки более тесно связаны с людьми, чем с рыбами. Действительно, лягушки и люди совершенно одинаково связаны с рыбами через этого общего предка (напомним, что два двоюродных брата в равной степени связаны с третьим, более дальним родственником).

Более быстрый подход — мысленно повернуть несколько внутренних узлов, не влияя на топологию дерева, как показано на рис. 11b. В этом модифицированном дереве люди по-прежнему являются сестрами кошек, а птицы — сестрами ящериц, лягушки — сестрами амниот, а рыбы — внешней группой четвероногих. Это второе дерево идентично по топологии и поэтому столь же точно, как и первое дерево. Однако должно быть очевидно, что люди не стали вдруг более тесно связаны с лягушками, чем с рептилиями и птицами.

Чтение подсказок проблематично не только при интерпретации родства. Это также может привести к тому, что читатели и даже авторы научных публикаций неправильно догадываются о существовании эволюционных тенденций там, где их нет, или не замечают их там, где они есть. Например, может показаться, что филогения, изображенная на рис. 12а, демонстрирует тенденцию к увеличению размера тела в этой кладе улиток. Однако простое вращение нескольких внутренних узлов для создания эквивалентного, но нелестничного дерева разрушает эту иллюзию (рис. 12b). И наоборот, хотя чтение по концам на рис. 12c не дает никаких указаний на этот факт, это дерево указывает на убедительные доказательства эволюционной тенденции к увеличению размера тела. В этом случае доступна информация об общих предках, и ясно, что оба потомка были больше, чем их общий предок после каждого события ветвления. Только исторические данные или статистически строгие выводы об истории, а не простое сравнение живых видов, могут обеспечить убедительную поддержку утверждений об эволюционной тенденции.

Рис. 12

Эволюционные тенденции нельзя определить, читая по подсказкам. Помимо неправильной интерпретации родства (рис. 11), чтение по подсказкам может создать ложное впечатление об эволюционных тенденциях. Например, у многих читателей, столкнувшихся с деревом в a , может возникнуть соблазн сделать вывод об эволюционной тенденции к увеличению размера тела у видов улиток с течением времени (или, на рис. 11a, увеличению сложности или интеллекта с течением времени). К сожалению, подобные искажения можно найти даже в основной научной литературе. Опять же, это можно исправить, просто повернув несколько внутренних узлов, как это было сделано в b , в котором топология такая же, но где предполагаемый тренд больше не проявляется. c свидетельствует о реальной эволюционной тенденции к увеличению размеров тела. Важным соображением является внутреннее ветвление: в этом случае есть информация о предковых состояниях (например, из окаменелостей), и очевидно, что в каждом случае ветвления два вида-потомка были крупнее, чем их общий предок. Несмотря на то, что это явная эволюционная тенденция, в терминальных узлах нет очевидной закономерности. Таким образом, чтение советов может создать очевидные тенденции там, где их нет, и может скрыть реальные тенденции, которые полностью подтверждаются исторической информацией 9.0005

Изображение в натуральную величину

Заблуждение № 4: Сходство против родства

Современная наука таксономии построена на фундаменте, заложенном Каролом Линнеем в середине восемнадцатого века. Его система, которая задолго до широко распространенного научного признания общего происхождения, вдохновленного Дарвином, классифицировала организмы на основе физического сходства. Примечательно, что в первом издании его Systema Naturae от 1735 года киты были сгруппированы с рыбами — оплошность, которую он исправил в десятом издании 1758 года, поместив их вместе с другими млекопитающими. Сегодня основным критерием научной классификации является эволюционное родство, тогда как различия в степени физического сходства между линиями часто являются смешанной переменной. Это может быть так по двум основным причинам: во-первых, как и у китов и рыб, адаптация к сходной среде может привести к поверхностному сближению внешнего вида. Во-вторых, скорость морфологических изменений может значительно различаться между линиями, причем некоторые из них остаются похожими на общего предка и/или более отдаленно родственными современными линиями, а другие становятся заметно разными в течение одного и того же промежутка времени (Baum et al. 2005).

В качестве примера рассмотрим филогению, представленную на рис. 13. Это дерево показывает одну из наиболее известных гипотез относительно родства основных групп немлекопитающих четвероногих. Лягушки указаны как внешняя группа в этом дереве, а черепахи являются следующей наиболее отдаленной родственной линией после других. Змеи являются сестринской группой ящериц, и на самом деле, как современные ящерицы, так и змеи могут происходить от более древней линии ящериц. Большинство из этих соображений достаточно интуитивны, но многих людей удивляет, что филогенетически птицы относятся к «рептилиям» и представляют сестринскую группу крокодилов. Хотя внешнее сходство, казалось бы, говорит об обратном, крокодилы более тесно связаны с птицами, чем с ящерицами. Причина этого в том, что родословная птиц претерпела значительные изменения, тогда как крокодилы оставались практически неизменными на протяжении десятков миллионов лет. Важно отметить, что птицы и крокодилы представляют друг другу самые близкие ныне живущих родственников, но что птицы не произошли от крокодилов и наоборот — как таксономические группы, крокодилы и птицы возникли намного позже того, как их соответствующие линии разошлись от общего предка более 200 миллионов лет назад. На самом деле птицы произошли от динозавров-тероподов, что делает Tyrannosaurus rex гораздо более похожим на последнего нептичьего предка современных птиц, чем на кого-либо, напоминающего крокодила (см. Prothero 2007).

Рис. 13

Эволюционное родство и физическое сходство не обязательно связаны. Скорость, с которой изменяются физические признаки, может различаться в разных линиях (рис. 8), и внешне сходные морфологии могут развиваться независимо более чем в одной линии. В результате близкие родственники могут отличаться друг от друга, а дальние родственники могут выглядеть обманчиво похожими. Это дерево представляет эволюционные отношения между «рептилиями» с лягушками в качестве внешней группы. Хотя они выглядят очень по-разному, птицы и крокодилы на самом деле более тесно связаны друг с другом, чем с любой другой группой рептилий. Эта конкретная филогенетическая гипотеза показывает, что птицы, крокодилы, ящерицы и змеи в равной степени связаны с черепахами (деталь, которая остается предметом споров), а птицы и все «рептилии» в равной степени связаны с лягушками (что общепринято). Сходства между птицами и млекопитающими (например, четырехкамерное сердце, гомеотермия) развивались независимо в двух линиях спустя много времени после их отделения от отдаленного предка-рептилии. Как и в случае с «рыбами», категория «рептилии» филогенетически противоречива

Изображение в натуральную величину

Заблуждение № 5: Брат и сестра против предка

Ошибочные предположения о том, что предок двух современных групп должен был быть очень похож или, возможно, даже был, на одну из современных групп простирается далеко за пределы случая крокодилов и птицы. Любое заявление о том, что два вида представляют собой ближайших ныне живущих родственников друг друга, не следует истолковывать как подразумевающее, что одна из современных групп сама по себе является предком другой, или даже что общий предок чем-то похож на любую из двух групп. Например, гипотеза о том, что киты и гиппопотамы являются сестринскими группами (например, Boisserie et al. 2005), не означает, что предком китов был бегемот или что его даже считали бы похожим на бегемота, если бы он встретился. когда он был жив. Неудивительно, что летопись окаменелостей китов, которая становится все более обширной, показывает, что ранние предки китов (например, Pakicetus , Ambulocetus ) вообще не имели существенного сходства с современными бегемотами (Thewissen and Bajpai 2001; Thewissen and Williams 2002).

Нигде это заблуждение не проявляется так ярко, как в дискуссиях об эволюции человека. Часто можно услышать, как это выражается в риторических возражениях тех, кто демонстрирует наихудшее понимание концепций эволюции: «Если люди произошли от шимпанзе, — звучит вопрос, — то почему шимпанзе все еще существуют?» «Если люди произошли от обезьян, то почему никто не наблюдал, чтобы обезьяна рожала человеческого детеныша?» Ответ прост, потому что посылка ошибочна: люди не произошли от шимпанзе или обезьян, и ни один здравомыслящий биолог не утверждает обратного.

На рис. 14а показана ладдерная филогения человекообразных приматов. Люди и шимпанзе являются сестринскими таксонами, чьими ближайшими (равноправными) родственниками являются гориллы, а затем орангутанги. У людей и шимпанзе был общий предок, который жил около 5–7 миллионов лет назад. Этот предок не был ни шимпанзе, ни человеком, и, как и в случае с китами, все более подробная летопись окаменелостей линии гоминидов показывает обширные изменения, которые произошли после этого расхождения. Хотя летопись окаменелостей предков шимпанзе в настоящее время скудна, можно предположить, что в эволюционной истории этой ветви также было много изменений.

Рис. 14

Двоюродные братья не являются предками, и люди не произошли от шимпанзе. и показывают эволюционное дерево человекообразных приматов, как его часто изображают, а именно как несбалансированное дерево с правой лестницей с людьми на самом конце. С этой точки зрения может возникнуть несколько наиболее распространенных заблуждений при интерпретации деревьев: например, что люди являются конечной точкой «главной линии», что существует тенденция к «человечности» слева направо, что человеческая линия включает в себя предка-обезьяну или что в линиях, ведущих к другим современным видам приматов, не было разветвлений. Все абсолютно ложно. Это становится яснее, если повернуть несколько внутренних узлов, как в b , что является столь же точным описанием взаимоотношений приматов. Люди и шимпанзе более тесно связаны друг с другом, чем с гориллами, орангутангами или любыми другими современными приматами. Однако обратите внимание, что «шимпанзе», хотя и изображенные здесь как один конечный узел, включают как обыкновенных шимпанзе ( Pan troglodytes ), так и бонобо ( Pan paniscus ), и если это дерево было нарисовано всего 30 000 лет назад, это также включало бы неандертальцев ( Homo neanderthalensis ) как родственный человеку вид. Люди произошли от шимпанзе не больше, чем шимпанзе произошли от человека; скорее, у них есть общий предок ( U ), который жил около 5–7 миллионов лет назад и не был ни человеком, ни шимпанзе. «Обезьяны» делятся на родословные Старого Света и Нового Света. Обезьяны Старого Света имеют более позднего предка с обезьянами ( Y ), чем с обезьянами Нового Света ( Z ), что означает, что обезьяны (включая людей) и обезьяны Старого Света в равной степени связаны с обезьянами Нового Света. Обезьяны не являются предками человека: эти две линии связаны как дальние родственники, а не как дедушки и бабушки и внуки 9.0005

Изображение полного размера

Представление о том, что другие приматы должны были исчезнуть после эволюции человека, основано на ложном понимании формирования видов. В частности, он предполагает процесс постепенной трансформации одного вида в целом в другой (называемый «анагенезом»). Реальность видовой диверсификации состоит в том, что она чаще всего происходит путем «кладогенеза», ответвления новых видов от общих предковых популяций. Шимпанзе продолжают существовать, потому что они являются частью отдельной ветви, которая сформировалась в результате кладогенеза, когда предковая популяция вида, который не был ни шимпанзе, ни человеком, разделилась на независимые линии. Замешательство по поводу сосуществования людей и шимпанзе сродни недоумению по поводу сосуществования Канады и Австралии. Опять же, вращение некоторых внутренних узлов (рис. 14b) может помочь исправить неправильное представление о том, что другие живущие приматы являются предками человека или ответвлениями основной линии, ведущей к человеку, или неправильное предположение, что левый или самый нижний кончик представляет собой предком тем, которые находятся в конечных узлах других ветвей.

Заблуждение № 6: Длинная ветвь означает отсутствие изменений (или «Менее разнообразное равно базальному равно предковому»)

При просмотре несбалансированных деревьев, таких как представленные на рис. 10а, 11а, 13 и 14а, многие люди склонны неправильно интерпретировать длинную ветвь, ведущую к единственному таксону внешней группы, двумя способами. Во-первых, иногда предполагается, что этот вид, хотя фактически является современником всех других на дереве, является предком других линий или, по крайней мере, более похож на корневого предка, чем любой другой вид, включенный в дерево (Crisp и Кук 2005). Во-вторых, эта длинная ветвь часто подразумевает, что в этой линии не произошло дальнейшего ветвления.

Рисунок 15 демонстрирует ошибочность обеих интерпретаций. В этом случае люди точно включены как внешняя группа — так называемая базальная линия — по отношению к иглокожим. Само собой разумеется, что ветвь, ведущая от общего предка иглокожих и позвоночных к современным млекопитающим, таким как человек, не лишена дополнительной дивергенции. На самом деле в этой линии произошли сотни тысяч, если не миллионы ответвлений. Следствие этого наблюдения, что люди не похожи на предков иглокожих, должно быть еще более очевидным. Тем не менее столь же ложные интерпретации «базальных» родословных не редкость даже в научной литературе (Crisp and Cook 2005).

Рис. 15

Прямая линия не означает, что изменений не произошло. Это дерево представляет собой простую иллюстрацию того факта, что происхождение внешней группы нельзя считать «базовым», «примитивным» или «предковым» по отношению к другим видам, включенным в дерево. В этом случае люди точно используются в качестве внешней группы иглокожих, в которую входят морские лилии, офиуры, морские звезды, морские огурцы и морские ежи. Конечно, люди не похожи на общего предка иглокожих, и между позвоночными произошло огромное количество ветвлений с момента очень далекого разделения этих двух линий от их общего предка. Чаще всего утверждается, что сестринской группой иглокожих являются полухордовые, оба из которых более тесно связаны с позвоночными, чем с любой другой группой животных, что делает категорию «беспозвоночных» филогенетически недействительной

Изображение в натуральную величину

Как и в случае с некоторыми другими заблуждениями, обсуждаемыми здесь, проблема «базового равнозначного примитива», скорее всего, возникнет, когда рассматриваемое дерево несбалансировано и имеет ступенчатую структуру. Следует иметь в виду, что даже если несбалансированный характер филогении отражает реальные различия в видовом разнообразии (что часто не отражается, поскольку большинство деревьев включают неполную выборку видов), относительное разнообразие основных линий может меняться с течением времени. один из них сейчас самый разнообразный, а другой был таким в прошлом (Крисп и Кук, 2005).

Наконец, следует указать, что уместно сравнение не между «примитивным» (как в смысле «плохо развитым») и «продвинутым». Единственное законное сравнение — это сравнение между «примитивным» в техническом смысле, то есть больше похожим на последнего общего предка (также называемого «предком»), и «производным» (то есть отличным от предка). Любая другая интерпретация рискует привести к ошибочности прогрессивной эволюционной шкалы. Более того, как выразились Крисп и Кук (2005),

После того, как две линии разделились, каждая из них развивает новые признаки независимо от другой, и со временем каждая из них будет демонстрировать смесь плезиоморфных [унаследованных в основном без изменений от предка] и апоморфных [вновь развившихся и, следовательно, не принадлежащих предку] состояния персонажа. Следовательно, существующие виды обеих линий в разной степени напоминают их общего предка. Следовательно, в то время как состояния признаков могут быть относительно предковыми (плезиоморфными) или производными (апоморфными), эти понятия бессмысленны, когда применяются к целым организмам.

Заблуждение № 7: Разный возраст происхождения современных видов

Группы видов, признанные таксономически отличными на основе определенных характеристик (скажем, «цветковые растения» или «жуки»), могли появиться в разное время в истории жизни и поэтому могут быть разного возраста. Однако общая линия, ведущая к любому современному виду, имеет точно такой же возраст, как и линия, ведущая к любому другому современному виду, с которым есть общий предок (рис. 16). Это фундаментальное следствие принципа общего происхождения, но, тем не менее, может существовать тенденция смешивать возраст таксона с возрастом по происхождению. Например, считается, что группа, идентифицированная как костистые рыбы, старше млекопитающих, то есть появилась как узнаваемая таксономическая группа раньше. Точно так же первые организмы, которые будут признаны радужной форелью ( Oncorhynchus mykiss ), вероятно, жил и умер до того, как родились первые особи, которых можно было бы классифицировать как Homo sapiens . Однако радужная форель и люди являются современными видами, а это означает, что линии, конечными узлами которых они в настоящее время являются, эволюционировали ровно столько же времени с момента их расхождения от далекого общего предка. В результате любое представление о том, что одна из этих 90 416 линий 90 391 является «более развитой» или что у одной из них было больше времени для накопления различий, ошибочно.

Рис. 16

Все линии, ведущие к современным видам, эволюционировали в течение одинакового периода времени. Скорость морфологических изменений может различаться в разных линиях, но количество времени, которое отделяет две живые линии от их общего предка, не различается. На этом рисунке показаны отношения между выборкой линий позвоночных, все из которых развивались в течение одинакового периода времени, даже если некоторые линии претерпели больше изменений или больше разветвились, чем другие, или если некоторые таксономически идентифицируемые подмножества этих линий (например, , костистые рыбы) возникли раньше других (например, млекопитающих). Поэтому ошибочно описывать один современный вид как «более развитый», чем другой. Обратите внимание, однако, что это кладограмма, а не ультраметрическое дерево, так что нельзя предполагать, что какой-либо или все из G , H , E , F , C и B равны, только общее время между корнем и верхушкой одинаково для каждой линии

Полный размер image

Заблуждение № 8: Оси времени в обратном направлении

Среди распространенных заблуждений, выявленных Meir et al. (2007) заключалась в том, что многие студенты неправильно интерпретировали ось времени на эволюционных деревьях. Многие студенты интерпретировали расположение конечных узлов как указание времени, например, читая слева направо или от крайнего левого конца к корню. На рис. 17а, например, многие учащиеся читают время как движение от птиц (самых старых) к корню W (самых младших) или от птиц (самых старых) к кенгуру (самых младших). Ни то, ни другое неверно, поскольку время простирается от корня к конечным узлам, которые все современные. Это неправильное толкование могло быть усугублено тем фактом, что дерево, использованное в викторине, поместило млекопитающих, которые многие студенты считают наиболее «продвинутой» и, следовательно, самой последней группой, на менее разнообразной ветви в крайнем правом углу несбалансированного, лестничное дерево (к сожалению, тенденция помещать людей или какой-либо другой предпочтительный таксон вверху или справа от каждого дерева, по-видимому, является непоколебимой привычкой среди многих филогенетиков, хотя для этого нет объективных причин). Как показано на рис. 5, даже на кладограммах, в которых длины ветвей не масштабированы по времени, исторический порядок, в котором жили предки, простирается от самого далекого прошлого в корне через ряд все более недавних событий ветвления, к наконечникам, представляющим современные виды.

Рис. 17

Количество промежуточных узлов не указывает на общее родство между родословными. Дерево в a имеет ту же топологию, что и дерево, использованное в исследовании Meir et al. (2007), которые показали, что многие читатели склонны неверно истолковывать направленность времени в филогениях и подсчитывать узлы, когда их просят определить эволюционное родство между видами. В этом конкретном случае может возникнуть путаница, потому что многие люди придерживаются ошибочного предположения, что млекопитающие являются наиболее «продвинутыми» и, следовательно, должны быть самой молодой группой. В более общем плане, поскольку дерево несбалансировано, учащиеся могут склоняться к рассмотрению птиц и млекопитающих (разделенных четырьмя внутренними узлами на этом дереве, Z , Y , X и W ) как более дальние родственники, чем черепахи и млекопитающие (разделенные двумя внутренними узлами, X и W ). Однако это просто артефакт вида, выбранного для включения в дерево. Все виды, происходящие от предка X , в равной степени связаны с кенгуру, с которыми все они имеют одного и того же последнего общего предка, W . Чтобы продемонстрировать это, b иллюстрирует одно и то же дерево с разными шаблонами для каждой ветви, которые затем соединяются вместе в c , чтобы показать идентичное общее расстояние от общего предка W до всех конечных узлов

Изображение в полный размер

Заблуждение № 9: Больше промежуточных узлов равно большему количеству отдаленных родств

В исследовании Meir et al. (2007), многие студенты продемонстрировали тенденцию оценивать родство в филогенезе, подобном изображенному на рис. 17а, путем «подсчета узлов». Например, поскольку птицы на этом дереве отделены от млекопитающих четырьмя внутренними узлами (Z, Y, X, W), тогда как разделение черепах и млекопитающих состоит только из двух внутренних узлов (X, W), многие студенты сделали неверный вывод, что птицы должны быть более отдаленными родственниками млекопитающих, чем черепахи. Важным моментом при расчете родства является не количество промежуточных узлов на данной ветви, а количество общих предков.

На рис. 17а и черепахи, и птицы имеют общего предка с млекопитающими (узел W), что делает их одинаково тесно связанными с млекопитающими. Напротив, у птиц три общих предка с крокодилами (узлы Z, Y и X), но только два с черепахами (узлы X и W), что делает птиц и крокодилов более тесно связанными друг с другом, чем с черепахами. Чтобы проиллюстрировать основное представление о том, что все современные виды на дереве одинаково удалены от их общего предка, можно построить ту же филогению, что и на рис. 17а, с разными образцами для каждой ветви (рис. 17б), а затем соединить эти ветви вместе, чтобы показать что общее расстояние от корня (узла W) до любого из конечных узлов точно равно (рис. 17c). Единственная разница заключается в количестве событий ветвления, произошедших внутри родословных, тогда как на родство самих родословных это не влияет. Неверным представлениям о родстве, основанным на подсчете узлов, также можно противостоять, сбалансировав дерево, например, удалив все виды птиц/рептилий, кроме одного, что приведет к симметричному V-образному дереву, независимо от того, какие виды остаются вместе с млекопитающими, или добавив равное количество млекопитающих в выборке, чтобы выровнять разнообразие по основным ветвям.

Заблуждение № 10: изменение только в узлах

Среди профессиональных биологов-эволюционистов ведутся законные споры относительно закономерностей формирования видов, например, происходит ли оно сравнительно быстро (в геологическом смысле) или более постепенно. Сторонники модели прерывистого равновесия видообразования утверждают, что виды остаются в значительной степени неизменными морфологически на протяжении всего своего существования, при этом большая часть физического разнообразия происходит одновременно с событиями видообразования (Элдридж и Гулд 19).72; Гулд 2002; Элдридж 2008). Если бы прерывистое равновесие было окончательно установлено, чтобы представить исключительный способ формирования видов в кладе, и было бы доступно точное и полное филогенетическое дерево для этой клады, которое включало бы все живущие и вымершие виды, тогда можно было бы разумно интерпретировать внутренние узлы как точки, в которых наибольшее морфологическое расхождение имело место среди видов. Как Меир и др. (2007), многие студенты делают такой вывод, хотя, конечно, это не потому, что они обладают необходимыми знаниями, на которых он основывается.

Дело в том, что не следует предполагать, что внутренний узел указывает точный момент (опять же, с точки зрения геологии), когда произошли определенные физические изменения, так же как не следует интерпретировать длинную ветвь без узлов как указание на то, что никаких изменений не произошло. произошел. Точнее, внутренний узел представляет собой время, когда ранее сплоченная популяция разделилась на две генетически изолированные популяции-потомки, при этом морфологические изменения возможны как в это время, так и много позже (Baum et al. 2005).

Наконец, следует иметь в виду, что конечные узлы также могут быть неправильно истолкованы, если пренебречь разнообразием, которое они иногда представляют. Например, дерево на рис. 11 показывает только одну рыбу, лягушку, ящерицу, птицу, кошку и человека, но на самом деле эти шесть концевых узлов вместе представляют более 50 000 видов живых позвоночных и неисчислимое количество предков. Важным моментом является то, что любой данный узел, будь то внутренний или на концах, представляет собой разнообразную совокупность организмов со сложной эволюционной историей.

Заглядывая вперед, чтобы лучше понять прошлое

Когда речь заходит о филогенетической грамотности, совершенно очевидны два момента: (1) она имеет решающее значение для понимания современных концепций эволюции и (2) она недостаточно распространена. Неправильные представления об эволюционных деревьях изобилуют — иногда из-за, а иногда и из-за неправильных предубеждений о том, как работает эволюция. Многие из них являются пережитками прогрессистского или даже доэволюционного мышления о разнообразии жизни. Некоторые из них, наряду с широко распространенным непониманием эволюционных механизмов, таких как естественный отбор, несомненно, способствуют ошеломляюще низкому общественному признанию принципа общего происхождения в Северной Америке (Alters and Nelson 2002; Miller et al. 2006).

Путь вперед в этом вопросе однозначен. Студенты, представители общественности и другие неспециалисты должны быть лучше осведомлены об информации, которую передают и не передают эволюционные деревья. С этой целью стали доступны несколько учебных планов и программных упражнений для построения и/или использования филогенетических гипотез (например, Bilardello and Valdes, 1998; Gendron, 2000; Singer et al., 2001; Goldsmith, 2003; Meir et al., 2005). Кроме того, бесплатные онлайн-ресурсы позволяют людям узнавать об эволюционных деревьях и взаимодействовать с ними (см. Приложение).

В более общем плане на уроках в средней школе и на уровне бакалавриата следует меньше внимания уделять техническим аспектам реконструкции филогенеза, а сосредоточиться на концепциях, лежащих в основе древовидного мышления. В этом отношении выявление, противостояние и прояснение неправильных представлений, возможно, является наиболее важной стратегией. В конце концов, исправленное заблуждение — это более понятная концепция. В немногих случаях это более уместно или важно, чем метафора Дарвина о Древе Жизни.

Примечания

1. Обсуждение филогенетических методов выходит далеко за рамки этой статьи. Введение в технические аспекты филогенетического анализа предоставлено Hillis et al. (1996), Пейдж и Холмс (1998), Ней и Кумар (2000), Фельзенштейн (2003), Салеми и Вандамм (2003) и Холл (2007).

2. «>

   Тест, использованный Meir et al. (2007) предоставляется инструкторам по запросу по электронной почте ([email protected]). См. также дополнительную викторину «Tree Thinking Challenge», подготовленную Baum et al. (2005).

3. Для целей данного обсуждения и независимо от того, будет ли это раздражать некоторых специалистов, термины «эволюционное дерево», «филогенетическое дерево» и «филогенез» используются как синонимы.

4. Студенты (в том числе многие аспиранты) иногда путают формы единственного и множественного числа таких терминов, как эти. «Виды» употребляются как в единственном, так и во множественном числе («вид» — это не биологический термин, он относится к монетам). «Род» — в единственном числе, «род» — во множественном числе. «Филюм» — в единственном числе, «фила» — во множественном числе. Другие термины, представляющие интерес, включают «таксон» (единственное число) и «таксоны» (множественное число), а также широко неправильно используемое «данные», которое является формой множественного числа от «данные». Говоря об этой теме, стоит упомянуть, что один человек по-прежнему упоминается как 9.0416 Homo sapiens , что означает «мудрый человек» и не представляет собой множественное число от «Homo sapiens».

5. Конечно, не следует заходить слишком далеко в этой аналогии. Человеческое потомство имеет двух родителей, четырех бабушек и дедушек и т. д., тогда как каждый вид в филогенетическом дереве обычно считается потомком одного родительского вида в результате ветвления (видообразования). Таким образом, более подходящей аналогией была бы родословная, показывающая только самцов или только самок семейства, или генеалогическое древо отдельных организмов, размножающихся путем бесполого деления или почкования.

Ссылки

• Изменяет BJ, Nelson CE. Эволюция преподавания в высшей школе. Эволюция 2002; 56: 1891–901.

  Артикул
  пабмед

  Google ученый

• Балдауф С. Л. Глубокие корни эукариот. Наука 2003;300:1703–6.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Баум Д.А., ДеВитт Смит С., Донован ССС. Задача древовидного мышления. Наука 2005;310:979–80.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Бентон М.Дж. Палеонтология позвоночных. 3-е изд. Малден, Массачусетс: Блэквелл; 2005.

  Google ученый

• Бентон М.Дж., Аяла Ф.Дж. Знакомство с деревом жизни. Наука 2003;300:1698–700.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Биларделло Н., Вальдес Л. Построение филогений. Am Biol Teach 1998;60:369–73.

  Артикул

  Google ученый

• Bininda-Emmonds ORP, Cardillo M, Jones KE, MacPhee RDE, Beck RMD, Grenyer R, et al. Замедленный подъем современных млекопитающих. Природа 2007; 446: 507–12.

  Артикул

  Google ученый

• Boisserie JR, Lihoreau F, Brunet M. Положение Hippopotamidae в Cetartiodactyla. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:1537–41.

  Центральный пабмед
  Статья
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Cracraft J, Donoghue MJ, редакторы. Сборка дерева жизни. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета; 2004.

  Google ученый

• Крисп М.Д., Кук Л.Г. Означают ли ранние ветвящиеся родословные черты предков? Тенденции Ecol Evol 2005;20:122–8.

  Артикул
  пабмед

  Google ученый

• Дарвин К. Блокнот Б. 1837; п. 36, 74.

• Дарвин С. О происхождении видов путем естественного отбора, или о сохранении благоприятствуемых рас в борьбе за жизнь. Лондон, Великобритания: Мюррей; 1859.

  Книга

  Google ученый

• Докинз Р. Прогресс. В: Келлер Э.Ф., Ллойд Э.А., редакторы. Ключевые слова эволюционной биологии. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета; 1992. с. 263–72.

  Google ученый

• Дулитл В.Ф. Выкорчевывание дерева жизни. Sci Am 2000; 282: 90–5. (февраль).

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Дулиттл В.Ф., Баттест Э. Плюрализм паттернов и гипотеза дерева жизни. Proc Natl Acad Sci USA 2007;104:2043–9.

  Центральный пабмед
  Статья
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Элдридж Н., Гулд С.Дж. Прерывистое равновесие: альтернатива филетическому градуализму. В: Schopf TJM, редактор. Модели в палеобиологии. Сан-Франциско, Калифорния: Фриман Купер; 1972. с. 82–115.

  Google ученый

• Элдридж Н. Ранняя «эволюция» «прерывистого равновесия». Evo Edu Outreach 2008;2. DOI 10.1007/s12052-008-0032-0

• Фельзенштейн Дж. Вывод филогений. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр; 2003.

  Google ученый

• Гендрон РП. Классификация и эволюция Caminacules. Am Biol Teach 2000; 62: 570–6.

  Артикул

  Google ученый

• Ювелир Д.В. Великая кладовая гонка: представление кладистического мышления студентам-биологам и студентам, изучающим общие науки. Am Biol Teach 2003; 65: 679–82.

  Артикул

  Google ученый

• Гулд С.Дж. Хулиган для Бронтозавра. Нью-Йорк: WW Нортон; 1991. с. 168–81.

  Google ученый

• Гулд С.Дж. Эволюция жизни на Земле. Sci Am 1994; 271: 85–91. (октябрь).

  Артикул

  Google ученый

• Гулд С. Дж. Аншлаг. Нью-Йорк: Гармония; 1996.

  Книга

  Google ученый

• Гулд С.Дж. Ветвление через червоточину. Nat Hist 1999; 108: 24–7, 84–9. (Маршировать).

  Google ученый

• Гулд С.Дж. Структура эволюционной теории. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета; 2002.

  Google ученый

• Григорий ТР. Эволюция как факт, теория и путь. Evo Edu Outreach 2008; 1: 46–52.

  Артикул

  Google ученый

• Холл БГ. Филогенетические деревья стали проще. 3-е изд. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр; 2007.

  Google ученый

• Харкорт-Браун К.Г., Пирсон П.Н., Уилкинсон М. Дисбаланс палеонтологических деревьев. Палеобиология 2001; 27: 188–204.

  Артикул

  Google ученый

• Hillis DM, Bull JJ, White ME, Badgett MR, Molineux IJ. Экспериментальная филогенетика: создание известной филогенетики. Наука 1992;255:589–92.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Hillis DM, Moritz C, Mable BK, редакторы. Молекулярная систематика. 2-е изд. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр; 1996.

  Google ученый

• Hodkinson TR, Parnell JAN, редакторы. Реконструкция древа жизни: таксономия и систематика таксонов, богатых видами. Бока-Ратон, Флорида: CRC; 2007.

  Google ученый

• Хаксли Т.Х. О применении законов эволюции к устройству позвоночных и, в частности, млекопитающих. Proc Zool Soc Lond 1880; 43: 659–62.

  Google ученый

• Ламарк Дж.Б. Зоологическая философия. Париж; 1809.

• Лекуантр Г., Ле Гуйадер Х. Древо жизни: филогенетическая классификация. Кембридж, Массачусетс: Белкнап; 2007.

  Google ученый

• Мейс Г.М., Гиттлман Дж.Л., Первис А. Сохранение дерева жизни. Наука 2003;300:1707–9.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Мейс Р., Холден С.Дж. Филогенетический подход к культурной эволюции. Тенденции Ecol Evol 2005; 20:116–21.

  Артикул
  пабмед

  Google ученый

• Макфадден Б.Дж. Ископаемые лошади: систематика, палеобиология и эволюция семейства лошадиных. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета; 1992.

  Google ученый

• Макфадден Б.Дж. Ископаемые лошади — свидетельство эволюции. Наука 2005;307:1728–9.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Мэддисон Д.Р., Шульц К.С., редакторы. Веб-проект «Древо жизни». http://tolweb. org (2007 г.).

• Mayr E, Provine WB, редакторы. Эволюционный синтез. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета; 1980.

  Google ученый

• Меир Э., Херрон Дж. К., Марука С., Стал Д., Кингсолвер Дж. EvoBeaker 1.0 . Итака, Нью-Йорк: Программное обеспечение SimBiotic. http://www.simbio.com (2005 г.).

• Меир Э., Перри Дж., Херрон Дж. К., Кингсолвер Дж. Неправильные представления студентов колледжа об эволюционных деревьях. Am Biol Teach 2007; 69: 71–6.

  Артикул

  Google ученый

• Миллер Д.Д., Скотт Э.К., Окамото С. Общественное признание эволюции. Наука 2006;313:765–6.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Ни С. Великая цепь бытия. Природа 2005;435:429.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Ней М. , Кумар С. Молекулярная филогенетика и эволюция. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета; 2000.

  Google ученый

• О’Хара Р.Дж. Посвящение Клио, или исторической философии эволюционной биологии. Сист Зоол 1988;37:142–55.

  Артикул

  Google ученый

• О’Хара Р.Дж. Рассказывая дерево: повествовательное представление и изучение эволюционной истории. Биол Филос 1992;7:135–60.

  Артикул

  Google ученый

• О’Хара Р.Дж. Эволюционная история и проблема видов. Ам Зоол 1994; 34: 12–22.

  Артикул

  Google ученый

• О’Хара Р.Дж. Популяционное мышление и древовидное мышление в систематике. Zool Scr 1997; 26: 323–9.

  Артикул

  Google ученый

• Страница RDM, Holmes EC. Молекулярная эволюция: филогенетический подход. Малден, Массачусетс: Блэквелл; 1998.

  Google ученый

• Протеро ДР. Эволюция: что говорят окаменелости и почему это важно. Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета; 2007.

  Google ученый

• Рамбо А., Робертсон Д.Л., Пайбус О.Г., Питерс М., Холмс Э.К. Филогения и происхождение ВИЧ-1. Природа 2001;410:1047–8.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Рокас А. Геномика и древо жизни. Наука 2006;313:1897–8.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Русе М. Монада человеку. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета; 1996.

  Google ученый

• Салеми М., Вандамм А.М., редакторы. Филогенетический справочник. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета; 2003.

  Google ученый

• Sanson GFO, Kawashita SY, Brunstein A, Briones MRS. Экспериментальная филогения нейтрально эволюционирующих последовательностей ДНК, созданных в виде разветвленной серии вложенных полимеразных цепных реакций. Мол Биол Эвол 2002;19: 170–8.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Сингер Ф., Хаген Дж.Б., Шихи Р.Р. Сравнительный метод, проверка гипотез и филогенетический анализ. Am Biol Teach 2001; 63: 518–23.

  Артикул

  Google ученый

• Thewissen JGM, Bajpai S. Происхождение китов как образец макроэволюции. Бионаука 2001;51:1037–49.

  Артикул

  Google ученый

• Thewissen JGM, Williams EM. Ранние радиации Cetacea (Mammalia): закономерности эволюции и корреляции в развитии. Энн Рев Экол Сист 2002; 33:73–90.

  Артикул

  Google ученый

• Фогель Г. Филогенетический анализ: дело дошло до суда. Наука 1997; 275:1559–60.

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

• Вольф Ю.И., Рогозин И.Б., Гришин Н.В., Кунин Е.В. Геномные деревья и древо жизни. Тенденции Жене 2002; 18: 472–9..

  Артикул
  КАС
  пабмед

  Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

Я благодарю Сару Адамович, Алекса Ардилу Гарсиа, Мартина Браммелла, Найлса Элдреджа, Брюса Либермана, Марка Пейгела, Энди Первиса, Джиллиан Смит, Филиппа Спинкса и Джонатана Уитта за отзывы о первом черновике бумаги.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Кафедра интегративной биологии, Университет Гвельфа, Гвельф, ON, N1G 2W1, Канада

   Т. Райан Грегори

Авторы

1. Т. Райан Грегори

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за корреспонденцию

Т. Райан Грегори.

Приложение. Интернет-ресурсы

Приложение. Интернет-ресурсы

Понимание эволюции

Понимание филогении:

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05

Филогенетическая систематика, также известная как эволюционные деревья:

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/phylogenetics_01

Группа древовидного мышления

http://www.tree-thinking.org

Дополнительная викторина «Древомыслие»

www.sciencemag.org/cgi/content/full/310/5750/979/DC1

Веб-проект «Древо жизни»

http://tolweb.