Tag Archives: hipoteze

Nepričakovano presenečenje?!

15 Apr

Danes, ko sem se peljala nazaj z vlakom, je nasproti mene v vijoličnem vozičku sedela deklica. S prstki je raziskovala rob vozička. Najbolj jo je zanimalo mesto, kjer se je vijolično blago spremenilo v prosojnega. Deklica je bila videti začudena. Na drugi strani prosojnega blaga je videla oprijemalo, a njena roka nikakor ni mogla priti na drugo stran in se ga dotakniti. Še bolj zanimivo je bilo to, da se je lahko dotaknila prosojnega dela vozička, tudi z druge strani, a roka ponovno ni mogla seči skozi prosojno blago. Le kaj se dogaja?

Prepričana sem, da je deklica že videla običajno, prozorno okno. Morda je bila sprva začudena, a je potem spoznala, da je trdno in da ne more stopiti skozi. Verjetno se ni trudila razumeti, kaj se dogaja s svetlobo, kako gre lahko svetloba skozi okno, ona pa ne more. Morda je pomislila, morda celo vprašala starše. Vsekakor pa je spoznala, da mora odpreti okno ali vrata, če hoče priti na drugo stran. Na vlaku pa jo je zbegalo mehko prozorno blago, vidi se skozi, ni trdo kot okno, pa vseeno ne more skozi.

Raziskovalke in raziskovalci s področja razvojne kognitvine psihologije pravijo, da so otroci male znanstvenice in znanstveniki. Raziskave so pokazale, da ob spoznavanju sveta preizkušajo različne hipoteze, tako kot to počnejo znanstvenice in znanstveniki. Na podlagi preizkušanja se priučijo novih lastnosti in zakonitosti v svetu. V nekaterih primerih so pri preizkušanju celo boljši od odraslih, saj se ne zanašajo na kognitivne pristranskosti in bližnjice, ki jim sledimo odrasli. Ena izmed pristranskosti je na primer konformnost oz. potrjevanje. Odrasli sledimo vnaprejšnjim prepričanjem in ponavadi si nove dokaze predstavimo ali razložimo v okviru vnaprej znanih dejstev. Knjižni junak Sherlock Holmes se je ravno temu izogibal in sledil zapovedi: Izloči vsa dejstva, in tisto, kar ostane, ne glede na to, kako neverjetno je, je resnica. Tako se trudijo razmišljati tudi znanstvenice in znanstveniki, čeprav pri svojem delu stojijo na ramenih velikanov in gradijo na že opravljenih raziskavah. Skozi leta, desetletja, stoletja se znanje počasi akumulira in vodi do vedno novih odkritij.

Le kolikokrat je bil Galileo presenečen, ko je pogledal skozi teleskop? (vir)

Le kolikokrat je bil Galileo presenečen, ko je pogledal skozi teleskop? (vir)

A, veliki premiki, ki jih je Thomas Kuhn poimenoval znanstvene revolucije, se zgodijo, ko se med vsemi uveljavljenimi imeni, ki sledijo znanosti, najde vedoželjna posameznica ali pozameznik, ki se ne strinja z do tedaj uveljavljenim znanjem in si zamisli odličen eksperiment ali pa samo zelo dobro opazuje svet in pokaže, da stvari niso take, kot so videti na prvi pogled. Tako je Kopernik sredi 16. stoletja podvomil v ptolemajski geocentrični sistem in postavil sonce v središče vesolja. V tistem času družba na ta premik ni bila pripravljena. Šele kasneje, z odkritji Keplerja in Galileja, je sonce dobilo svoje mesto v vesolju in moderna znanost se je začela pospešeno razvijati. Kasneje sta Darwin in Wallace ponovno zamajala temeljna prepričanja o izviru živega sveta in evoluciji. Darwin naj bi si zapisoval vsakokrat, ko je odkril kaj, kar je prišlo navzkriž z njegovim prepričanjem in teorijo, saj se je bal, da bi drugače pozabil.

Naj se vrnem na male radovedne znanstvenice in znanstvenike. Ravno odkritja in opazovanja, ki se ne skladajo otroškimi pričakovanji, otroke najbolj zanimajo. V raziskavi, ki je bila nedavno objavljena v ameriški znanstveni reviji Science, sta Aimee E. Stahl in Lisa Feigenson z Univerze John Hopkins ugotovili, da se v takih primerih malčice in malčki, stari 11 mesecev, tudi največ naučijo.

Otroci so tekom odraščanja soočeni z ogromnim številom novih predmetov in pojavov. Verjetno je težko izluščiti, kaj je pomembno, kaj je dobro sponznati in kaj se je dobro naučiti. Zato jih pogostokrat odrasli z navodili vodimo pri spoznavanju. A, raziskave so pokazale, da otroci tudi sami brez naše pomoči spoznavajo svet. Tako na primer bolj pozorno oz. dalj časa spremljajo predmete v eksperimentih, ki kršijo neka pravila. Če na primer spustimo žogo po klancu navzdol in je na koncu klanca trden zid, se bo žiga tam ustavila in ne bo prešla skozi njega do drugega zidu na poti. A če eksperiment malo prilagodimo in spravimo žogo skozi prvi zid, da se ustavi šele pred drugim zidom na poti, potem je žoga kršila neka pravila. Tako krši pravila svetloba, ki lahko gre skozi prozorno blago v otroški voziček deklice z vlaka, njena ročica pa ne more skozi. V raziskavi s klancem in zidovoma sta raziskovalki uporabili žogo in avto. Pri prvi skupini otrok je žoga kršila pravila, pri drugi pa avto. Ko so kasneje v eksperimentu pospremili pot žoge, ki je kršila pravila in nekako prešla skozi prvi zid, s piskajočim zvokom, so otroci namenjali veliko več pozornosti zvoku in predmetu, ki je kršil pravila, ob tem pa so se naučili, da žoga piska. Presenečenje je torej vodilo do učenja in spoznanja, da žoga piska.

A drugi del eksperimenta je bil še bolj zanimiv. Poleg žoge in avta na klancu sta raziskovalki pripravili tudi pot za avto po prozorni površini. Avto je zapeljal po črni škatli in naprej po prozorni površini. Namesto da bi padel na tla, ko se je črna plošča končala, je uspešno obstal v zraku na prozorni površini, ki pa je otroci niso videli: videti je bilo, kot da avto lebdi.

Otrosi so v različnih pogojih dobili v raziskovanje različne igrače. Skupine otrok, ki so dobile igrače, ki niso prekršile nobenega pravila, obstale za prvim zidom ali pa padle s črne površine na tla, so vse igrače raziskovale približno enako časa. Otroci, ki so po eksperimentu z žogo ali avtom, ki sta kršila pravila, dobili igrače, ki se “niso držale pravil”, so slednje raziskovali dalj časa. Poleg tega so malčice in malčki te igrače raziskovale in raziskovali na drugačen način. Žogo, ki je prešla skozi trden zid, so poiskušali spraviti skozi mizo. Prav tako se ni dobro godilo “lebdečemu avtomobilu”. Otroci so preizkušali, ali avto obstane v zraku ali pade na tla.

Otroci so se v vsakem primeru več naučili pri opazovanju predmetov, ki so jih presenetili. Žog, ki so šle skozi zid, in lebdečih avtov so se lotevali zelo znanstveno, s preizkušanjem, ali lebdijo oziroma ali lahko prodirajo skozi trdne objekte, kot se je to zgodilo v eksperimentu. Tako kot je deklica na vlaku raziskovala prozorno blago, znanstvenice in znanstveniki vsak dan iščejo odgovore na najrazličnejša vprašanja in očitno so najbolj veseli, ko jih doleti nekaj nepričakovanega.

To je to!
Z

Advertisements

Zakaj imajo zebre črte?

21 Jan

Na Zemlji živijo tri vrste zeber: navadna zebra, grévyjeva zebra, poimenovana po francoskem predsedniku Julesu Grévyju, ki je sicer ni odkril, a je bil na položaju imperialne sile v času, ko je novo vrsto zebre odkril francoski naturalist Émile Oustalet. Imenujejo jo tudi imperialna zebra in gorska zebra. Vse tri imajo črte, a nihče ne ve, zakaj.

Zakaj imajo zebre črte?

Že Darwin je pisal o zebrah in njihovih črtah. Zelo jih je občudoval. Razloge za črte je iskal v spolni selekciji in privlačnosti za nasprotni spol. Črte naj bi pripomogle k izbiri partnerja ali partnerke. Njegov sodobnik Wallace, drugi (spregledani) oče evolucijske teorije, je v črtah videl zaščito pred plenilci. Črte se v mraku, ko gredo zebre pit in jest, zlilejo z okolico in zebre postanejo skoraj neopazne.

Danes raziskovalke in raziskovalci predlagajo pet različnih odgovorov na vprašanje, zakaj imajo zebre črte.

Najbolj znan je, da zebre s črtami, ko so v gibanju, zmedejo plenilce in jim otežujejo lov. Manj znani odgovori so: črte naj bi imele socialno funkcijo, ta razlaga sledi Darwinovemu predlogu; črte imajo vlogo pri izbiri partnerja ali partnerke, omogočajo pa tudi lažje prepoznave ostalih pripadnic ali pripadnikov svoje skupine; črte naj bi se zlile z okolico in tako služile kot varovalne barve ali vzorci, kot je predlagal Wallace; črte naj bi služile termoregulaciji; in, nenazadnje, črte naj bi odganjale ektoparazite.

Preden se spopademo s temi hipotezami, moram omeniti, da vse zebre nimajo enakega vzorca črt. Nekatere so bolj črtaste kot druge, nekatere imajo debelejše črte, druge tanjše, nekatere imajo bolj svetle črte, druge temnejše. Raznolikost je zelo velika.

Po pregledu hipotez, ki pojasnujejo obstoj črt, hitro ugotovimo, da lahko kar nekaj hipotez zavržemo. Raziskovalke in raziskovalci niso odkrili nobenih povezav med črtami in spolno privlačnostjo. Če bi šlo za lastnost, ki je vezana na spolno selekcijo, bi lahko pričakovali različno število črt med spoloma ali pa bi iskali povezave med velikostjo populacij ali skupin zeber in njihovo črtostjo. Takih povezav niso odkrili. Prav tako niso odkrili jasnih povezav med plenilci in črtami. Ko so preverjali, ali na določenem geografskem območju obstaja povezava med vrsto plenilca in vzorcem črt na zebrah, te ni bilo.

Lepotice in lepotci (vir)

Lepotice in lepotci (vir)

Zaplete se tudi pri ektoparazitih in termoregulaciji. Lansko pomlad so ameriške raziskovalke in raziskovalci odkrili jasno povezavo med ektoparaziti, predvsem med konjsko in cece muho, in vzorcem črt na zebrah. V raziskavi, objavljeni v Nature Communication, so raznolikost vzorcev črt primerjali z okoljskimi dejavniki in filogenetskimi lastnostmi. Obdelava z večfaktorskimi modeli jim je omogočila primerjavo vseh petih hipotez hkrati. Njihov model je odkril najmočnejšo povezavo med konjsko muho in večino vzorcev črt (od obraza, vratu, stegna in nog) ter med cece muho in vzorcem črt po trebuhu. Vzorci črt naj bi bili povezani z različnimi ektoparaziti.

A pred nekaj dnevi je druga skupina znanstvenic in znanstvenikov objavila nov članek v Royal Society Open Science o zebrah in njihovih črtah. Preučili so le populacije navadne zebre (Equus quagga), ki živi od Etiopije do južne Afrike. Primerjali so, kako dobro lahko 29 različnih okoljskih faktorjev predvidi variacijo ali raznolikost v vzorcu črt pri zebrah. V nasprotju z drugimi raziskavami niso odkrili povezave med ektoparaziti ali plenilci in črtanostjo. Najbolj opazno povezavo so odkrili med temperaturo in vzorcem črt. V okoljih z višjo temperaturo imajo zebre več črt. V nadaljevanju so rezultate raziskave uporabili za izdelavo novega modela razporeditve črt, s katerim so uspešno napovedali vzorce črt na populacijah zeber, ki niso bile vključene v raziskavo. Najpomembnejša dejavnika sta po tej raziskavi stalnost temperature in povprečna temperatura skozi hladnejši del leta. Zakaj temperatura vpliva na vzorec črt?

Nekateri rezultati kažejo, da naj bi črte zebram omogočile hlajenje. Ena izmed teorij govori v prid hladnega vrtinčenja (“cooling eddy” theory). Po črnih črtah gredo zračni tokovi hitreje, saj črna barva absorbira več toplote kot bela. Po belih črtah gredo zračni tokovi počasneje, zato se na meji med črnimi in belimi črtami začne vrtinčiti zrak, ki hladi zebre. Zebre imajo neke vrste prenosni klimatski sistem. Tudi ko so raziskovalke in raziskovalci merili temperaturo zeber v primerjavi z drugimi živalmi, so ugotovili, da imajo v povprečju tri stopinje Celzija nižjo temperaturo kože kot druge živali, ki živijo na enakem območju.

A če se vrnemo na prvo predstavljeno raziskavo, lahko ponovno najdemo povezavo med temperaturo in ektoparaziti. Konjske muhe se rade zadržujejo na toplejših površinah, poleg tega ne marajo pristajati na črtastih površinah. Tako črte hkrati ohranjajo zebre ohlajene in odganjajo nadležne zajedalske muhe.

Odgovor, zakaj imajo zebre črte, ni preprost. Pravzaprav odgovor ni eden, ampak jih je več, a tudi te bo potrebno še podrobneje preučiti.

V primeru zeber je veliko preprosteje odgovoriti na vprašanje, zakaj ljudje uporabljamo zebraste vzorce za prečkanje cest. Prve podobne prehode za peške in pešce, kot jih imamo danes, so poznali že v starem Rimu. A prave zebre so poskusno uvedli v Veliki Britaniji leta 1949, ko so 1000 prehodov za pešce prebarvali v rumeno in modro. Že leto prej, leta 1948, je prehod za pešce dobil ime zebra. Nadel mu ga je takratni  predsednik angleške vlade James Callaghan, ko je obiskal Raziskovalni laboratorij za promet in dobil nove zamisli za varnejše prečkanje ceste pešk in pešcev. Črno-bele črte na tleh so ga takoj spomnile na afriške črno-bele črtaste živali. Nekdo se je torej domislil črno-belih črt, ki so olajšale in omogočile varno prečkanje ceste peškam in pešcem, nekdo drug pa jim je le še nadel ime: “Zebra naj bo!”

To je to!
Z

Monogamija

30 Jul

Monogamija ali “enoženstvo”, kot pravi SSKJ. Gre za vedenje nekaterih živali, ki živijo skupaj z enim spolnim partnerjem dalj časa. Samica in samec tudi skupaj skrbita za potomce; vsaj nekaj časa. Biološka definicija je nejasna, predvsem se ustavi pri vprašanjih, koliko časa živita skupaj in ali imata tudi druge partnerje; pa še kakšno vprašanje bi se našlo. Saj veste, življenje je kompleksna stvar. V primeru človeka gre za navado, ki je socialno in družbeno pogojena. Z vero je pogojena pri katolikih in hindujcih. Monogamno pa živijo tudi drugi ljudje, ki niso nujno povezani z vero. Nujno je opozoriti še na serijsko monogamnost, ki je verjetno zelo pogosta pri ljudeh: gre za menjavanje spolnega partnerja skozi daljša (ali krajša) obdobja. Sicer se pri ljudeh pojavlja tudi poligamija; pomislite samo na bogate šejke z več ženami.

Vprašanje, ali smo ljudje monogamni ali poligamni, je zapleteno. Odgovora nanj ne poznamo. Zagotovo smo živali, na katere ima kultura in naše socialno okolje velik vpliv. Zato ni ravno smiselno prenagljeno sklepanje in spraševanje o tem, zakaj pa ne bi imeli kar več partnerjev, ker tako ali tako nismo monogamni. Jaz se bom kompleksnemu (ne)razumevanju ljudi izognila in se bom posvetila živalim.

Zakaj bi se razvila monogamnost? Evolucijsko gledano je namreč to slabša izmed možnosti. Obstajajo tri hipoteze. Prva pravi, da monogamija omogoča boljšo oskrbo potomcev, kot je to pri ptičih. Druga govori v prid samic iz vrst, kjer si samice podredijo večja območja in samec ne zmore nadzorovati več samic. Tretja daje visok pomen zaščiti pred pomorom mladičev, ki bi jih morda pokončal rivalski samec, da bi lahko bila samica čim prej ponovno plodna in bi tako dobil svoje potomce. (O podobnih primerih sem že pisala, ko sem opisovala splav in gelade.)

Pri sesalcih naj bi bilo le 5 % vseh vrst monogamnih; pri primatih znaša ta številka 27 %. Zanimivo je, da je pri ptičih zelo visok odstotek socialno monogamnih vrst: kar 90 %. Pri ljudeh v tradicionalnih skupnostih naj bi denimo našli monogamnih le 40 %.

Lar giboni - eni izmed redkih prav zares monogamnih primatov (vir)

Lar giboni – eni izmed redkih prav zares monogamnih primatov (vir)

Te dni se je na področju živalske monogamije (ja, tudi človek je zraven) kar veliko dogajalo. Prišlo je do nepričakovane objave dveh člankov, ki naj bi oba ponujala odgovor na to, zakaj se je monogamija razvila skozi evolucijo. Najbolj zanimivo je dejstvo, da sta odgovora različna. Vsa ta zmeda je celo vodila v prepoved pisanja o enem izmed omenjenih člankov. Naj vam ju na kratko predstavim. (Novice o monogamiji pri živalih: Nature, Science, NYT, Science Daily, io9, Knight Science Journalism at MIT, New Scientist.)

V reviji Science so raziskovalci z Univerze v Cambridgu objavili članek z naslovom Evolucija socialne monogamije pri sesalcih (Evolution of Social Monogamy in Mammals). Raziskovalci so vzeli pod drobnogled kar 2545 različnih vrst sesalcev in pogledali njihovo zgodovino do 170 milijonov let nazaj. Ugotovili so, da pride do monogamnosti pri vrstah, kjer so si samice prisvojile večje ozemlje in samec ni mogel več nadzorovati samic v okolici, tako da se je raje usmeril samo v eno samico, kar je vodilo v nastanek para. To odkritje sovpada z drugo hipotezo.

Stvar pa le ni tako preprosta, raziskovalci z University College Londona so objavili članek z naslovom Samčev poboj mladičev vodi v socialno monogamijo pri primatih (Male Infanticide Leads to Social Mmonogamy in Primates) v Proceedings of the National Academy of Sciences. Preučili so 230 vrst primatov in naredili obsežno statistično analizo, kjer so uporabili Bayesovo verjetnost, gre za zmoglivejši tip statistike. Njihova ugotovitev govori v prid tretje hipoteze o pomoru mladičev, ko pride nov rivalski samec.

Kot vidimo, odgovor tudi pri “navadnih” živalih ni tako preprost. Zastavlja se kar nekaj vprašanj. Če se je monogamija razvila večkrat, kar se očitno je – nekateri pravijo, da celo več kot 60-krat pri sesalcih, kot prilagoditev na različne evolucijske pritiske – zakaj bi pri vseh vrstah sesalcev iskali univerzalno razlago monogamije? Zakaj lahko oz. ne moremo odkritja pri primatih direktno prenašati na človeka? Mimogrede, v raziskavo, pri kateri so preučevali primate, so vključili tudi človeka. Uvrstili so ga kot monogamnega in ne-monogamnega. Toliko o naši kompleksni naravi. Zakaj vedno preučujejo monogamnost z vidika samcev? Konec koncev sta za ples vedno potrebna dva.

Spet se je biološko življenje izkazalo za kompleksno. Pogostokrat se pojavi več vprašanj kot odgovorov. Zato pa je tako zanimivo.

To je to!
Z