Главная / Зачатие / Эволюционное древо всех живых существ. Дерево жизни в диснеевском королевстве животных

Эволюционное древо всех живых существ. Дерево жизни в диснеевском королевстве животных

Огромное достижение теории антропогенеза – знание времени появления первой человеческой популяции – 2,5 миллиона лет тому назад. Это произошло в обширных районах Африки: в Южной Африке, в Кении, Танзании, Эфиопии.

Вообще, сейчас существует такое выражение у специалистов по антропогенезу: все «out of Africa» ‒ «все из Африки». Что ни возьми, каждая новая стадия появилась в Африке: и человекообразные обезьяны, и хомо хабилис, и хомо эргастер.

Долгое время ученые считали, что эволюция человека была более-менее линейной: одна форма сменяла другую, и каждая новая была прогрессивнее, ближе к современному человеку, чем предыдущая. Сейчас ясно, что все было гораздо сложнее. Эволюционное древо гоминид оказалось весьма разветвленным. Временные интервалы существования многих видов сильно перекрываются. Иногда несколько разных видов гоминид, находящихся на разных «уровнях» близости к человеку, сосуществовали одновременно. Например, еще в сравнительно недавнем прошлом – всего-навсего 50 тысяч лет назад – на Земле существовало как минимум целых 4 вида гоминид: Homo sapiens, Homo neandertalensis, Homo erectus и Homo floresiensis.

Последние палеонтологические открытия свидетельствуют о том, что на протяжении всей человеческой эволюции, во все ее периоды, от времен жизни нашего общего с приматами предка и до самых поздних времен, в каждую отдельную эпоху одновременно сосуществовали как минимум два-три очень разных вида и даже разных семейства гоминидов («куст»), и проводить прямую линию через кого-то из них к человеку пока еще рано: неизвестно, через какие точки ее проводить.

Нельзя воображать себе эволюцию как ствол, неукротимо тянущийся к некой вершине. Эволюция больше похожа на гигантский кустарник.

В настоящее время картина развития вида Homo Sapiens развертывается на основе палеонтологических данных с применением современных молекулярно-генетических методов. Тщательный анализ показывает, что несколько десятков тысяч лет назад численность исходной популяции Homo Sapiens была не более 5000 размножающихся пар. Затем, по-видимому, эта популяция разделилась на несколько групп, причем, каждая из вновь образованных популяций в свое время проходила через так называемой « бутылочное горлышко» – период исключительно малой численности, когда число размножающихся пар могло насчитывать всего несколько десятков.

Биологическая эволюция современного человечества

Долгое время предполагалось, что эволюция человека биологически остановилась, дальше она не идет, и человечество дальше эволюционирует только в историческом плане. Теперь обнаружилось, что даже такая система, как мозг, продолжала эволюционировать, во всяком случае, в течение последнего века и, очевидно, продолжает дальше и будет продолжать эволюционировать. Причем, сделал это наш соотечественник, профессор Савельев, известный специалист по мозгу. Эволюционирует и зубная система.

Генетическая близость людей

Можно сравнить разных людей, например, аборигена Америки или Океании и человека из Европы. Кажется, что они очень разные. Анализ ДНК может дать объективную характеристику, взгляд со стороны. Если сравнить ДНК разных людей, то окажется, что они отличаются друг от друга только на одну десятую процента, то есть только каждый тысячный нуклеотид разный, а 999, в среднем, одинаковые. И более того, если посмотреть по ДНК на все генетическое разнообразие у людей, у самых разных представителей, то окажется, что этих различий гораздо меньше, чем различий между особями шимпанзе в одном и том же стаде.

Все люди – генетические братья и сестры. Такая близость и в то же время какое-то различие возможны потому, что наши ДНК содержат примерно три миллиарда нуклеотидов. Каждый тысячный составляет разницу, так что получается, что три миллиона нуклеотидов у нас разные. Правда, большинство из них, скорее всего, падает на молчащие участки ДНК, а гены у нас, в принципе, во многом одинаковые.

Благотворительная стенгазета для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск №93, май 2016 года..

«Эволюционное древо человека»

Схема составлена по новейшим научным данным портала Антропогенез.ру (Составитель: Георгий Попов, сайт)

«Наши предки прошли длинный и удивительный путь развития. Они менялись сами и меняли окружающий мир. Некоторые группы попадали в эволюционные тупики и вымирали, но оставшиеся вновь заселяли планету. Они изобретали орудия, укрощали огонь, открывали континенты и творили первое искусство. Изучением всего этого занимается антропогенез – интереснейшая и стремительно развивающаяся научная дисциплина».
– Научный редактор портала Антропогенез.ру – кандидат биологических наук, доцент кафедры Антропологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский.

Дорогие друзья! Цель, которую мы преследуем этим выпуском, достаточно амбициозна: в тесном сотрудничестве с порталом Антропогенез.ру мы задумали составить «самое лучшее» филогенетическое древо человека. Если у вас возникнут замечания и пожелания, транслируйте их нам, пожалуйста, и мы уверены, что древо станет ещё лучше. Наша газета уже не раз сопровождала своих читателей в «путешествие в каменный век». В выпуске мы проследили путь, который прошли наши предки, прежде чем стать такими, как мы с вами. В выпуске – «разобрали по косточкам» заблуждения, сложившиеся вокруг интереснейшей темы происхождения человека. В выпуске – обсудили «недвижимость» неандертальцев и кроманьонцев. В выпуске – изучили мамонтов и познакомились с уникальными экспонатами Зоологического музея. В выпуске «Путешествие в каменный век» – опубликовали специально подготовленные для нашей газеты материалы музея-заповедника «Костёнки» – «жемчужины палеолита», как называют его археологи.

Этот выпуск подготовлен по материалам портала Антропогенез.ру (создатель и главный редактор – научный журналист, автор книги «Мифы об эволюции человека» Александр Соколов; научный редактор – кандидат биологических наук, доцент кафедры Антропологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский. Им – наша огромная признательность). Помимо самой полной и современной информации о происхождении человека здесь легко можно найти ответы на «детские» вопросы, а также задать свои: редакторы обстоятельно и с удовольствием на них отвечают.

Пургатóриус

Эти возможные предки всех приматов появились около 65 миллионов лет. Они были во многом похожи на грызунов: размеры с мышь или крысу, вытянутая мордочка, маленький просто устроенный мозг, глаза, расположенные по бокам головы, короткие массивные лапы, длинный хвост. Они жили на деревьях, ловили насекомых и ели растения. Даже на ранних этапах эволюции приматы отличались чрезвычайным многообразием.

1. Человекообразные

Проконсул

В строении представителей этого семейства ещё встречаются многочисленные черты, свойственные низшим мартышкообразным обезьянам. У некоторых видов, возможно, был хвост. Руки и ноги – примерно одинаковой длины. Однако особенности строения черепа (более плоское лицо, уменьшенные клыки, увеличенный до 300 г мозг) указывают на принадлежность этих существ к человекообразным обезьянам. Пищей им служили мягкие плоды и фрукты.

Накалипитек

Накалипитек, живший около 10 миллионов лет назад, является наиболее вероятным последним общим предком горилл, шимпанзе и человека. Это одно из «недостающих звеньев», стоящее перед ранними австралопитеками, поэтому открытие Накалипитека – одно из важнейших в палеоантропологии. Скорее всего, он был ещё четвероногим. Зубы ископаемого существа покрыты толстым слоем эмали, что указывает на питание твёрдой пищей, вероятно, семенами и орехами.

Хоратпитек

Хоратпитеки – наиболее вероятные предки орангутанов – жили от 14 до 7 миллионов лет назад в тропических лесах. В Юго-Восточной Азии (Таиланд) обнаружены два ископаемых вида. Анализ строения их зубов показал, что эти человекообразные обезьяны предпочитали мягкие фрукты и семена. Видимо, они не были приспособлены к жизни на деревьях и передвигались по земле.

Гигантопитек

Гигантопитеки – самые большие в истории приматы. Они отделились от «человеческой» ветви около девяти миллионов лет назад, а вымерли лишь около 100 тысяч лет назад, почти миллион лет просуществовав бок о бок с нашими предками. Челюсти и зубы гигантопитеков были порой в два раза больше, чем у современных горилл, так что размеры черепа и тела должны были быть просто огромными. Рост в три, а то и четыре метра – вполне достоверная для них величина.

Орангутан

Орангутаны обитают в лесах Юго-Восточной Азии: на островах Калимантан и Суматра. Это крупные обезьяны, достигающие роста до 160 см. Телосложение неуклюжее: длинные руки - их размах достигает трёх метров - могучие, толстые, с коротким первым пальцем, большой живот. Волосяной покров редкий, но длинный. Цвет шерсти красновато-рыжий. Кисти и стопы орангутанов приспособлены исключительно к древесному образу жизни. Эти обезьяны не «летают», подобно гиббонам, а лазают и ходят по ветвям, причем делают это медленно и осторожно. Живут на высоких деревьях, где и размещают свои гнёзда-постели на ночь. На землю спускаются редко, ходят на четырёх конечностях с опорой на фаланги пальцев рук. Слово «орангутан» малайского происхождения, составлено из двух слов, означающих «человек лесной». Добавление буквы «г» в конце резко искажает смысл, означая уже «человек должник». Никому этот замечательный антропоид ничего не должен.

Горилла

Горилла живёт исключительно в Экваториальной Африке. Имеются сведения, что рост горилл превышал и два метра. Туловище грузное, бочкообразное, с широкой грудной клеткой (до 175 см в обхвате), с толстым животом, короткой шеей, широкими плечами, крупной головой. Передние конечности длиннее задних. Мозг - крупный, до 600 см3. Многие годы сообщались невероятные сведения о необыкновенной свирепости горилл. Однако «кровожадный великан» является довольно добродушным вегетарианцем, ведущим неторопливую, спокойную жизнь в группах, где отношения весьма мирные. Для горилл характерен в наземный образ жизни, хотя конечности у них приспособлены и для лазания по деревьям. Горилла свободно может становиться на ноги, освобождая руки не только для громовых ударов по собственной груди, но и для весьма тонкого пищевого манипулирования. Естественные популяции горилл опасно сокращаются.

Шимпанзе

Обыкновенный шимпанзе живёт в Экваториальной Африке с прилегающими районами. Карликовый шимпанзе, или бонобо, – в тропических лесах Центральной Африки между реками Конго и Луалаба. Шимпанзе мельче орангутана и гориллы. Пальцы на руках длинные, с ногтями. Руки значительно длиннее ног. Конечности шимпанзе приспособлены для хождения по земле, а также для лазания по деревьям, где обезьяны строят гнёзда на ночь. Шимпанзе могут совершать огромные переходы, иногда проходя в день более 50 км. Преимущественно растительноядны. Бонобо едят также насекомых, мёд, многие культивируемые растения и даже рыбу. Обыкновенные шимпанзе питаются фруктами, листьями, сердцевиной стеблей, почками и бутонами растений, нередко охотятся на млекопитающих. Шимпанзе обладают богатейшими средствами общения. Находятся под угрозой вымирания

Описание современных обезьян основано на материале книги: Фридман Э.П. Приматы. – М.: Наука, 1979. – 208 с.

2. Австралопитеки ранние

Сахелáнтроп

Сахелантроп, живший 7,2 – 6,8 миллиона лет назад, – древнейший известный предок человека из тех, которые уже не были также предками шимпанзе. Он был также древнейшим прямоходящим приматом. О его прямохождении говорит строение черепа: позвоночник крепился к черепу не сзади, как у четвероногих, а снизу. «Обезьяньи» черты такие: отсутствие лба, мощное надбровье, внушительные челюсти и небольшой мозг (около 350 г, как у современных шимпанзе). Местом обитания сахелантропов могли быть берега озёр, покрытые редкими лесами.

Оррорин

Бедренные кости Оррорина имеют множество признаков, отличающих его от человекообразных обезьян, и достаточно явно указывают на двуногий способ передвижения. В то же время, строение верхних конечностей указывает на то, что их обладатель иногда передвигался и по деревьям (впрочем, как и более поздние австралопитеки). Рост Оррорина был примерно 1,1–1,2 метра или чуть выше. В популярной литературе этот австралопитек известен как «Человек Тысячелетия».

Ардипитéки

Ардипитеки, хоть и жили на два миллиона лет позже Сахелáнтропа, не так уж и сильно приблизились к человеку разумному. Например, стопа, несмотря на приспособленность к прямохождению, была скорее похожа на ладонь с полностью отводящимся, хватательным большим пальцем. В своём облике Ардипитеки идеально сочетали признаки обезьяны и человека. Эти существа ростом чуть более метра могли жить и на деревьях, и на земле, лазить по ветвям и ходить на двух ногах, а иногда опускаться на четвереньки. Питались они, видимо, очень разнообразной пищей, что стало залогом будущей человеческой всеядности. Ряд признаков (например, незначительное отличие самок от самцов и совсем небольшие клыки) указывает на то, что в ардипитековом «обществе» было принято, скорее, «договариваться» друг с другом, нежели выяснять отношения грубой силой. Такое качество постепенно привело наших предков к умению объединяться в группы, слаженно выполнять трудовую деятельность, согласовывать свои поступки с другими членами группы. Именно эти склонности отличают человека от обезьяны.

Австралопитéк анáмский

Этот австралопитек – потомок ардипитека и предок более поздних австралопитеков. В строении его скелета сочетаются признаки человека и обезьяны в примерно равной пропорции. При развитом прямохождении Австралопитек анамский иногда, вероятно, ходил на четвереньках с опорой на согнутые пальцы рук (о чем говорит строение лучевой кости). Подобно своим предкам и в отличие от потомков, Австралопитеки анамские питались в основном лесной растительностью.

3. Австралопитеки грацильные

Австралопитéк афáрский

Австралопитеки, жившие 4–2,5 миллиона лет назад, получили название «грацильные» (от латинского «грáцио» – «изящный»). От этих удивительных существ найдены все части скелета от множества особей, поэтому реконструкции их внешнего облика и образа жизни весьма достоверны. Грацильные австралопитеки были прямоходящими существами около до 1,5 м ростом и 50 кг весом. Походка их несколько отличалась от походки человека. Видимо, австралопитеки шагали более короткими шажками, а тазобедренный сустав при ходьбе разгибался не полностью. Руки были несколько удлинены, а кисти всё ещё приспособлены для лазания по деревьям. Днём австралопитеки кочевали по саванне или лесам, по берегам рек и озёр, а вечером забирались на деревья. Возможно, австралопитеки использовали палки и необработанные камни в качестве орудий. Афарские австралопитеки являются наиболее вероятными предками человеческой линии эволюции.

Австралопитéк африканский

Австралопитек африканский имел более прогрессивный по строению череп, чем Австралопитек афарский, но в целом более архаичный скелет. Пропорции тела, видимо, были промежуточными между шимпанзе и современным человеком. Рост был от метра до полутора, вес – от 20 до 40 кг. Большой палец стопы, вероятно, обладал значительной подвижностью. Тазовые кости по подавляющему большинству признаков ближе к человеческому варианту, чем к тазу человекообразных обезьян. Именно форма таза является наиболее сильным аргументом, подтверждающим двуногий способ передвижения австралопитеков. Строение зубов (наклон резцов и клыков и их небольшие размеры) также отличают Австралопитека африканского от человекообразных обезьян, делая его больше похожим на человека. Строение мозга, судя по его отпечаткам на внутренней стороне черепа, близко к шимпанзе и достаточно далеко от современного человека.

Австралопитéк седиба

Это существо, жившее около двух миллионов лет назад, хоть и считается австралопитеком, «накопило» в себе достаточно человеческих черт: слабо выступающие скулы, форму носовых костей, небольшие коренные зубы, некоторые черты строения мозга, кистей рук, таза. По совокупности признаков Австралопитек седиба занимает строго промежуточное место между австралопитеками и ранними представителями рода Хомо (люди). Собственно, даже не ясно, к какому роду следует относить его – столь равномерно распределены австралопитековые и человеческие черты в его строении. Интересно, что находка останков Австралопитека седиба сделана с использованием популярного сервиса Гугл Земля, позволившего в одном из районов Южной Африки выявить многочисленные пещеры, в одной из которых и были сделаны первые находки.

Австралопитéк гáри

«Гари» в переводе с афарского означает «удивительный» или «сюрприз». Вместе с останками были найдены примитивные орудия, датируемые возрастом 2,5 миллиона лет назад. Это означает, что Австралопитек гари начал использовать каменные орудия едва ли не раньше человека умелого. Также, найдены кости антилоп с надрезками, что говорит о том, что Австралопитек гари охотился. Он вполне мог развиться в свой разумный вид. Что ему помешало – мы не знаем. Судя по датировке и специализированным чертам, нашим прямым предком не являлся. Рост гари – 1,2–1,5 м, объём мозга около 440 см3. Размеры его передних зубов превосходят таковые у любых других видов австралопитеков.

Кениантроп плосколицый

Специализированный вид гоминид. Существовал 3,5–3,2 миллиона лет назад параллельно с афарскими австралопитеками и в целом походил на них, отличаясь однако значительной шириной и уплощённостью лица. В одних слоях с костями Кениантропа обнаружены крупные и крайне примитивные орудия. Таким образом, Кениантроп был первым существом, начавшим изготавливать каменные орудия труда. Между ними и орудиями наших прямых предков – почти миллион лет. Судя по размерам и форме, орудия Кениантропа использовались не для резки мяса, а для раскалывания чего-то твёрдого.

5. Австралопитеки массивные

Парáнтроп массивный

Парантропы были крупными, до 70 кг весом, растительноядными существами, жившими по берегам рек и озёр в густых зарослях Южной Африки 2,5–0,9 миллиона лет назад. Отличительная черта парантропов – очень крупные челюсти с огромными жевательными зубами. Образ жизни их в чём-то напоминал образ жизни современных горилл. Тем не менее, они сохранили двуногую походку. Эти существа, возможно, использовали костяные орудия для вылавливания термитов.

Парáнтроп эфиопский

Это древнейший из массивных австралопитеков и единственный среди этой группы, имевший резко выступавшие вперёд челюсти. Череп парантропа эфиопского сочетает в себе примитивные признаки, сближающие его с ранними и грацильными австралопитеками, и специализированные черты массивных австралопитеков. Парантроп эфиопский — вероятный предок более поздних восточноафриканских массивных австралопитеков – Парантропа Бóйса.

Парáнтроп Бóйса

При росте до полутора метров Парантроп Бойса мог весить до 90 кг. На его черепе бросаются в глаза огромные челюсти и большие костные гребни, служившие для прикрепления жевательных мышц. У этих австралопитеков челюстной аппарат достиг максимального развития. Первый открытый череп этого вида из-за размеров зубов даже получил прозвище «Щелкунчик». Его рацион, вероятно, состоял из огромного количества жёсткой грубоволокнистой растительности.

5. Ранние Хомо

Человек рудольфский

Древнейший человек, обладавший крупным (по сравнению с австралопитеками) мозгом (более, чем 700 см3), и в то же время более массивный и крупнозубый, чем Человек умелый. Около двух миллионов лет назад оба вида обитали вместе на территории Восточной Африки. Находки, сделанные в Кении в последние годы, позволили выделить Человека рудольфийского в самостоятельный вид и уточнить его положение на лестнице эволюции человека. Некоторые учёные считают его потомком Кениантропа, другие предполагают близкое родство с Парантропами.

Человек из Дманиси

Это вид раннего человека, описанный по останкам, найденным на территории Грузии. Гоминиды из Дманиси – древнейшие люди, вышедшие за пределы Африки (1,8–1,9 миллиона лет назад). По объёму мозга Человек из Дманиси ненамного превосходит грацильных австралопитеков. Его «первобытный» облик подчёркивают плоский лоб, огромное надбровье, гигантские торчащие вперёд челюсти. У одного из найденных черепов (пожилого мужчины) полностью отсутствовали зубы (видимо, за ним ухаживали и кормили мягкой пищей; в этом случае мы имеем дело с древнейшим свидетельством заботы о старых и больных соплеменниках).

Человек умелый

Человек умелый (2,3–1,5 миллиона лет назад) – первый из наших предков, который стал регулярно изготавливать каменные орудия труда и перешёл на всеядность. С него начинается бурный рост размеров головного мозга. Череп его стал более округлым и высоким, мозговая полость – более крупной, лобная кость – более выпуклой, хоть и наклонена назад. Челюсти и зубы стали меньше, чем у австралопитеков, но всё ещё превосходили размерами зубы более поздних представителей рода хомо. Таким образом, отчетливо проявляется эволюционная тенденция к общему постепенному уменьшению размеров зубов. Стопа человека умелого почти неотличима от современной: большой палец полностью приведён к остальным. Затылочное отверстие вытянутое, смещено вперед на основании черепа, что свидетельствует о прямохождении. Человек умелый был создателем ранней галечной (так называемой «олдувайской») культуры. Он иногда определяется как поздний грацильный австралопитек, однако ряд прогрессивных признаков в строении приближает его к более поздним гоминидам. Хабилис – наиболее вероятный предок всех более поздних людей.

Человек наледи

Многочисленные кости этих древних людей были обнаружены спелеологами в одной из южноафриканских пещер в 2013 году. Исследовавшая эти останки группа антропологов описала новый вид древних людей – Хомо наледи. Эти люди имели маленький рост (около полутора метров) и довольно большой, хоть и примитивный по строению, мозг (460–560 см3). Характерны также очень маленькие зубы, прогрессивное строение кисти и почти человеческая стопа. Главная проблема – пока не удалось определить возраст этой уникальной находки, так что главные открытия, связанные с Хомо наледи, ещё впереди.

6. Архантропы

Человек работающий

Человек работающий (1,8-1,4 миллиона лет назад) выделился среди ранних представителей рода Хомо. Судя по пропорциям скелета (высокий рост, длинные ноги и узкие плечи), он освоил новую экологическую нишу – саванны. Объём мозга часто достигал значений современного человека. Бурно развивались зоны мозга, отвечающие за зрение, память, координацию движений. Быстро развивались способности к речи. Использовали огонь и охотились.

Человек прямоходящий (Африка)

Человек прямоходящий (Хомо эрéктус) – наиболее массивный представитель древнейших людей. Являясь уже несомненными людьми, Хомо эректус всё же сильно отличались от современного человека, так что многие антропологи склоняются к выделению для них особого рода Питекантропов. Эректусы появились в Восточной Африке и через территорию Ближнего Востока широко распространились по Евразии, достигнув на востоке Индонезии, а на западе – Испании. При этом население, судя по всему, концентрировалось в южных областях и не выходило за пределы субтропического пояса. Видимо, существовало как минимум две основных географических ветви этих гоминид – западная или афро-европейская и восточная или азиатская. От более поздних гоминид Хомо эректус отличались в основном заметно более низким черепом и деталями строения лица. Создатели ранней и средней ашельской культуры каменных орудий.

Синантроп

Это азиатская форма Человека прямоходящего, многочисленные находки которой сделаны в пещере Чжоукоудянь около Пекина. Судя по обилию материалов, древние люди обитали в пещере в течение сотен тысяч лет. Интересно, что черепа в верхних слоях пещеры прогрессивней, чем в нижних: здесь происходила локальная эволюция. Синантропы – вероятные предки азиатского Гейдельбергского человека.

Человек флорéсский

Люди с острова Флорес - пожалуй, наиболее интригующая палеонтологическая находка XXI века. Карликовые человечки с крошечным мозгом поражают своим причудливым внешним видом – крайне низким ростом (чуть более метра), маленьким (меньшим, чем у шимпанзе) мозгом, а также непропорционально большими руками. За эти особенности журналисты окрестили Человека флоресского «хоббитом».

7. Палеоантропы

Человек предшествующий

Этот вид известен пока только из одного местонахождения в Испании. Скорее всего, Человек предшествующий - предок гейдельбергского человека, и, возможно, общий предок неандертальца и человека разумного. У него были крупные надбровные дуги, длинная и низкая черепная коробка, массивная нижняя челюсть без подбородка и крупные зубы, как у неандертальца. Лицо, напротив, было относительно плоским и не выдавалось вперёд, то есть было похожим на лицо современного человека. Рост - 1,6–1,8 м, вес взрослого мужчины - примерно 90 кг, объём мозга - около 1000 см3.

Человек гейдельбéргский

В промежутке времени примерно от 500 до 130 тысяч лет назад разные части света были населены людьми, сильно отличающимися друг от друга. Однако их особый промежуточный облик позволяет объединить их под обобщающим названием Человек гейдельбергский. Форма мозга Человека гейдельбергского говорят о резком прогрессе в разных областях (особенно – в использовании речи). Он заселил не только тёплые, но и области с умеренным климатом в Европе и Азии, что потребовало нового уровня приспособленности, более активного использования огня, строения жилищ, изготовления новых видов орудий.

Человек хельмéи

Человек хельмеи, обитавший в Африке 500–130 тысяч лет назад, – африканская форма палеоантропов, не имеющая специализированных признаков европейских неандертальцев. Часто их относят к «архаичным Хомо сапиенс». Наши прямые предки. В строении черепа Человек хельмеи мозаично сочетаются архаичные и «сапиентные» черты. Отдельные представители этого вида уже ничем не отличались от нас, но в среднем имели всё же более покатый лоб, выступающее надбровье и крупные челюсти. Первые люди, у которых появился подбородочный выступ. Люди хельмеи изготавливали настоящие наконечники и начали делать орудия из кости.

Человек неандертальский

Наиболее изученный вид ископаемых людей, описанный ещё 150 лет назад. Обладали множеством вполне человеческих черт строения и поведения, но всё же заметно отличались от нас – в том числе, значительной массивностью скелета и черепа. Вероятно, их многие особенности сформировались под влиянием тяжелейших условий ледникового периода около 70–60 тысяч лет назад. У некоторых представителей объём головного мозга превышал значения, типичные для современного человека. Неандертальцы могли скрещиваться с людьми современного типа, и современные неафриканские популяции Хомо сапиенс имеют от 1 до 4% неандертальских генов.

Человек денисовский

Загадочный вид, описанный на основании анализа ДНК из фаланги мизинца, найденной в Денисовой пещере на Алтае. Выяснилось, что сначала разошлись линии сапиенсов и общих предков неандертальцев с денисовцами, а несколько позже – линии неандертальцев и денисовцев. В период 20–40 тысяч лет назад на Алтае и в ближних регионах жили три «варианта» людей: денисовцы, неандертальцы и типичные сапиенсы. Исследование генома древних людей из Денисовой пещеры показало, что и они (как и неандертальцы) внесли свой вклад в генофонд некоторых популяций современных людей.

8. Неоантропы

Человек разумный

Человек разумный (Хомо сапиенс) – единственный ныне существующий вид гоминид. Время существования данного вида: 45 тысяч лет назад – современность (иногда нижнюю границу отодвигают до 160 и более тысяч лет назад). С момента около 40-45 тысяч лет назад люди современного облика (разве что несколько более массивные, чем мы) – неоантропы – известны практически по всей территории планеты: в Африке, Европе, Азии и Австралии. Только Америка была заселена позже – по последним данным, около 15 тысяч лет назад. Население Европы, относящееся к современному виду людей, жившее в эпоху позднего палеолита (40–10 тысяч лет назад), называется кроманьонцами (по названию пещеры Кро-Маньон во Франции, где в 1868 году были сделаны важные находки скелетов людей и орудий). Кроманьонцы 5 тысяч лет подряд соседствовали с неандертальцами. Процесс возникновения современного вида человека (сапиентация) заключается как в биологической перестройке (увеличении мозга, округлении черепа, уменьшении размеров лица, появлении подбородочного выступа), так и в социокультурных новшествах – возникновении искусства, символического поведения, техническом прогрессе, развитии языков.

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» (сайт сайт) предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Они бесплатно доставляются в большинство учебных заведений, а также в ряд больниц, детских домов и других учреждений города. Издания проекта не содержат никакой рекламы (только логотипы учредителей), политически и религиозно нейтральны, написаны лёгким языком, хорошо иллюстрированы. Они задуманы как информационное «тормошение» учащихся, пробуждение познавательной активности и стремления к чтению. Авторы и издатели, не претендуя на академическую полноту подачи материала, публикуют интересные факты, иллюстрации, интервью с известными деятелями науки и культуры и надеются тем самым повысить интерес школьников к образовательному процессу. Отзывы и пожелания направляйте по адресу: pangea@mail.. Мы благодарим Отдел образования администрации Кировского района Санкт-Петербурга и всех, кто бескорыстно помогает в распространении наших стенгазет.

Дорогие друзья, спасибо, что вы с нами!

Царство грибов совмещает черты строения растений и животных, иначе говоря, это самостоятельное царство эукариотов – гетеротрофов.

Лишайники – симбиотические организмы, состоящие из двух компонентов: водоросль и гриб. Лишайники бывают накипные, листоватые и кустистые.

Царство растений включает низшие растения (водоросли) и высшие растения (все остальные группы).

Водоросли произошли от способных к фотосинтезу прокариотов, т.е. синезеленых водорослей (цианей). Одноклеточные эукариотические водоросли дали начало многоклеточным водорослям (бурые, красные, зеленые, золотистые). Многоклеточные водоросли дали начало псилофитам, а они, в свою очередь, мхам. Моховидные – это обособленная и тупиковая ветвь развития растения. От псилофитов произошли плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. От первичных разноспоровых папоротниковых возникли голосеменные. Представители современных голосеменных растений; гинкго, сосна, ель, пихта, лиственница, кедр, кипарис, можжевельник, гнетум, эфедра, саговник). Наиболее современная и многочисленная группа покрытосеменных эволюционировала параллельно голосеменным от общего с ним предка семенного папоротника. Представители покрытосеменных – это двудольные и однодольные.

Эволюционное древо животных

Царство животных подразделяют на два подцарства: одноклеточные и многоклеточные.

Одноклеточные организмы (эукариоты) произошли от гетеротрофных прокариотов. В современной фауне к ним относят корненожек, жгутиковых, споровиков, инфузорий.

Дальнейшее развитие происходит от примитивных турбеллярий с образованием кольчатых червей (малощетинковые, пиявки, многощетинковые). Примитивные многощетинковые черви определяют возникновение четырех ветвей в древе животных.

Первая ветвь – моллюски (брюхоногие, двустворчатые, головоногие).

Вторая ветвь – членистоногие (ракообразные, паукообразные, насекомые).

Третья ветвь – иглокожие (морские звезды, морские ежи и голотурии, или морские огурцы).

Четвертая ветвь – хордовые, которые возникают вначале палеозоя, когда все типы беспозвоночных животных (рассмотренных выше) уже существовали. Произошли хордовые животные от общего с иглокожими вторичноротого двустороннесимметричного свободноплавающего предка.

Тип хордовых объединяет 3 крупные группы животных: подтипы бесчерепных, личиночнохордовых и черепных, или позвоночных. Подтип бесчерепные состоит из одного класса животных – головохордовых, всего их 30 видов, например, ланцетник. Подтип личиночнохордовые (или оболочники) произошли от примитивынх свободноплавающих бесчерепных, которые перешли к сидячему образу жизни. Оболочники все являются морскими организмами, среди наиболее известных – асцидии.

Высшим подтипом хордовых являются позвоночные. Среди позвоночных выделяют круглоротых (бесчелюстных) – это миноги, миксины. От примитивных круглоротых произошли рыбы, которые делятся на хрящевые, костные, кистеперые, двоякодышащие. Кистеперые рыбы дали начало земноводным, или амфибиям. Амфибии включают в себя хвостатых, бесхвостых, безногих. Например, протеи, тритоны, саламандры и сирены; жабы и лягушки; рыбозмеи и червяги. От амфибий произошли рептилии, или пресмыкающие. В современной фауне присутствуют отряды чешуйчатых (змеи, ящерицы, двуходки, хамелеоны), крокодилов, черепах и клювоголовых (гаттерии).

От неспециализированных, лазающих пресмыкающих произошли птицы. Современные птицы включают группы килевых, или летающих; плавающих, или пингвины; бескилевых, или бегающие (страусы, киви, казуары).

Предками млекопитающих являются неспециализированные палеозойские рептилии с чертами строения земноводных, или зверозубые рептилии. Первые млекопитающие дивергировали на две ветви. Первая ветвь – это первозвери (однопроходные), например, ехидна, утконос. Вторая ветвь – это сумчатые (коала, кенгуру, опоссумы), а также плацентарные (землеройки, летучие мыши, грызуны, хищные, ластоногие, парнокопытные, непарнокопытные, слоны, приматы, человек). Линия человека начинает развиваться от предковых форм насекомоядных полуобезьян.

Схема составлена по новейшим научным данным портала Антропогенез.ру (Составитель: Георгий Попов, к-я.рф)

«Наши предки прошли длинный и удивительный путь развития. Они менялись сами и меняли окружающий мир. Некоторые группы попадали в эволюционные тупики и вымирали, но оставшиеся вновь заселяли планету. Они изобретали орудия, укрощали огонь, открывали континенты и творили первое искусство. Изучением всего этого занимается антропогенез – интереснейшая и стремительно развивающаяся научная дисциплина» – Научный редактор портала Антропогенез.ру – кандидат биологических наук, доцент кафедры Антропологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский.

Пургатóриус.

1) Человекообразные.

Проконсул.

Накалипитек.

Хоратпитек.

Гигантопитек.

Орангутан.

Горилла.

Горилла живёт исключительно в Экваториальной Африке. Имеются сведения, что рост горилл превышал и два метра. Туловище грузное, бочкообразное, с широкой грудной клеткой (до 175 см в обхвате), с толстым животом, короткой шеей, широкими плечами, крупной головой. Передние конечности длиннее задних. Мозг - крупный, до 600 см3. Многие годы сообщались невероятные сведения о необыкновенной свирепости горилл. Однако «кровожадный великан» является довольно добродушным вегетарианцем, ведущим неторопливую, спокойную жизнь в группах, где отношения весьма мирные. Для горилл характерен наземный образ жизни, хотя конечности у них приспособлены и для лазания по деревьям. Горилла свободно может становиться на ноги, освобождая руки не только для громовых ударов по собственной груди, но и для весьма тонкого пищевого манипулирования. Естественные популяции горилл опасно сокращаются.

Шимпанзе.

Описание современных обезьян основано на материале книги: Фридман Э.П. Приматы. – М.: Наука, 1979. – 208 с.

2. Австралопитеки ранние.

Сахелáнтроп.

Орорин.

Ардипитек.

Австралопитéк анáмский.

3. Австралопитеки грацильные.

Австралопитéк афáрский.

Австралопитеки, жившие 4–2,5 миллиона лет назад, получили название «грацильные» (от латинского «грáцио» – «изящный»). От этих удивительных существ найдены все части скелета от множества особей, поэтому реконструкции их внешнего облика и образа жизни весьма достоверны. Грацильные австралопитеки были прямоходящими существами до 1,5 м ростом и 50 кг весом. Походка их несколько отличалась от походки человека. Видимо, австралопитеки шагали более короткими шажками, а тазобедренный сустав при ходьбе разгибался не полностью. Руки были несколько удлинены, а кисти всё ещё приспособлены для лазания по деревьям. Днём австралопитеки кочевали по саванне или лесам, по берегам рек и озёр, а вечером забирались на деревья. Возможно, австралопитеки использовали палки и необработанные камни в качестве орудий. Афарские австралопитеки являются наиболее вероятными предками человеческой линии эволюции.

Австралопитéк африканский.

Австралопитéк седиба.

Это существо, жившее около двух миллионов лет назад, хоть и считается австралопитеком, «накопило» в себе достаточно человеческих черт: слабо выступающие скулы, форму носовых костей, небольшие коренные зубы, некоторые черты строения мозга, кистей рук, таза. По совокупности признаков Австралопитек седиба занимает строго промежуточное место между австралопитеками и ранними представителями рода Хомо (люди). Собственно, даже не ясно, к какому роду следует относить его – столь равномерно распределены австралопитековые и человеческие черты в его строении. Интересно, что находка останков Австралопитека седиба сделана с использованием популярного сервиса Google Земля, позволившего в одном из районов Южной Африки выявить многочисленные пещеры, в одной из которых и были сделаны первые находки.

Австралопитéк гáри.

Кениантроп плосколицый.

5. Австралопитеки массивные.

Парáнтроп массивный.

Парáнтроп эфиопский.

Это древнейший из массивных австралопитеков и единственный среди этой группы, имевший резко выступавшие вперёд челюсти. Череп парантропа эфиопского сочетает в себе примитивные признаки, сближающие его с ранними и грацильными австралопитеками, и специализированные черты массивных австралопитеков. Парантроп эфиопский - вероятный предок более поздних восточноафриканских массивных австралопитеков – Парантропа Бóйса.

Парáнтроп Бóйса.

5. Ранние Хомо.

Человек рудольфский.

Человек из Дманиси.

Человек умелый.

Человек наледи.

6. Архантропы.

Человек работающий.

Человек прямоходящий (Африка).

Синантроп.

Человек флорéсский.

7. Палеоантропы.

Человек предшествующий.

Человек гейдельбéргский.

Человек хельмéи.

Человек неандертальский.

Человек денисовский.

8. Неоантропы.

Человек разумный.

Марков А.В. "Эволюция человека"

Соколов А.Б. "Мифы об эволюции человека"

Многие выводы современной теории эволюции неочевидны и требуют изощренных обоснований. В ней немало нерешенных проблем, и есть области, к изучению которых только приступили. Однако на сегодняшний день это единственная фундаментальная теория в биологии, позволяющая объяснить развитие и разнообразие жизни.

Понятие «эволюция», то есть «развертывание» или «разматывание», постепенное без скачков и перерывов изменение и усложнение какого-нибудь объекта, существовало в науке и до Дарвина . Об эволюции, например, Солнечной системы писали Кант в 1755 году и Лаплас в 1796-м. Естественно, что и биологи примеряли эту идею к своей дисциплине. Первая основанная на ней теория органического мира принадлежала Жану Батисту Ламарку, который предположил, что всем живым существам свойственно стремление к самоусовершенствованию и прогрессу с наследованием приобретенных на протяжении жизни признаков. И хотя с точки зрения современной науки в объяснении причин развития Ламарк был не прав и изменения, которые не затрагивают половые клетки, наследоваться не могут, тем не менее существование самого явления эволюции он доказал вполне убедительно. Были, конечно, и другие теории развития органического мира, ныне практически забытые. Для XVIII и начала XIX века подобный подход, объяснявший происходящие в мире изменения естественными причинами, а не действием высших сил, был новаторским и противоречил общепринятой методологии, суть которой лучше всего изложил англиканский священник Уильям Пэйли. В увидевшем свет в 1806 году «Естественном богословии» он рассуждал так: предположим, что на прогулке в поле мы нашли часы. Ясно, что столь сложный и целесообразный механизм не мог возникнуть самопроизвольно, но был замыслен и изготовлен неким часовщиком. Но Вселенная и жизнь неизмеримо сложнее часов, поэтому должен быть и создавший их Мастер. Популярность этой аналогии в наши дни побудила американского биолога и выдающегося популяризатора дарвинизма Ричарда Докинза продолжить спор с Пэйли и даже дать своей книге, опубликованной в 1986 году, название «Слепой Часовщик». Как объяснить ошибки и неточности в «конструкции» живых организмов, спрашивает Докинз. К примеру, геном человека «содержит огромное количество «мусора», неработающих и даже смертельных генов, как, например, онкогены. Все это мог создать только слепой часовщик, но никак уж не «умный» творец».

К тому времени, как Чарлз Дарвин отправился в знаменитое кругосветное плавание на корабле «Бигль», и за почти двадцатилетний последующий период, когда он прорабатывал свою теорию, в естествознании, в первую очередь в геологии, было накоплено достаточно фактов, позволяющих объяснять развитие физического и органического мира без Часовщика.

Англия и континентальная Европа изобилуют местами, где пласты горных пород выходят прямо на поверхность и потому легкодоступны для изучения. В начале 1830-х годов английский геолог Чарлз Лайель, с которым Дарвин впоследствии сдружился, предложил новую концепцию истории Земли, названную униформизмом. Согласно ей главные процессы, изменяющие Землю, — это выветривание и размывание горных пород. Поскольку идут они очень медленно, то увидеть результаты их работы - сглаживание гор и образование километровых осадочных толщ - можно только за длительный период времени. Первые же оценки возраста Земли по скорости накопления морских осадков составили миллионы лет вместо шести дней Творения. Тогда считали, что для постепенной эволюции видов этого времени вполне достаточно.

Книгу Лайеля «Основы геологии» с изложением идеи постепенной эволюции ландшафтов Дарвин даже брал с собой в путешествие, хотя отношение к ней научного сообщества было настороженным. Большинство ученых верили в теорию катастроф, утверждавшую, что каждый пласт ископаемой фауны - это свидетельство отдельных актов творения, которые чередовались с катастрофическим вымиранием созданного прежде. «Проницательный Генсло (пастор и ботаник) дал совет мне внимательно изучить только что появившийся первый том Principles, но ни в коем случае не проникаться проводимыми в ней воззрениями», - писал Дарвин. Но молодой естествоиспытатель проникся - так убедительны были доводы Лайеля.

На постепенные изменения, происходящие в органическом мире, указывал и огромный палеонтологический материал, накопленный в XIX веке. Разнообразие окаменелых форм животных и растений, четкое распределение их по толщам, вплоть до того, что по одним и тем же ископаемым остаткам можно установить одновозрастные слои, даже если они находятся в разных местах, - все это наводило на мысль о том, что живой мир закономерно менялся по всей планете. Более того, уже во времена Дарвина по окаменелостям начали восстанавливать временную последовательность геологических событий, которой ученые пользуются поныне.

Поскольку эволюционное развитие предполагает непрерывность, значит, одни виды должны происходить от других. Главное подтверждение этого тезиса пришло из эмбриологии, которая бурно развивалась в начале XIX столетия, и уже был открыт закон (российским академиком Карлом фон Бэром), согласно которому у животных, совершенно разных во взрослом состоянии, похожи зародыши. Дарвин был хорошо знаком с этими исследованиями и использовал их для своих теоретических построений.

Рождение дарвинизма

Что же, собственно, сделал сам Дарвин? А сделал он на первый взгляд очень простую, но совершенно необходимую вещь, благодаря которой гипотеза стала теорией. Он объяснил, как идет эволюция, каков ее конкретный механизм. Именно это объяснение, оформленное в виде теории естественного отбора, впоследствии назвали «дарвинизмом». Эта теория «покоится на трех китах»: изменчивости, наследственности и отборе. Понять ее несложно и школьнику, достаточно припомнить, что среди животных и растений, будь то домашние или дикие, всегда есть какое-то разнообразие, и особи одного вида хоть немного, но отличаются друг от друга - так проявляется изменчивость. При этом дети больше похожи на своих родителей, чем на чужих, - так работает наследственность. Теперь положим, что в потомстве одной пары голубей клювы немного различаются по длине, и один любитель обращает внимание на голубя с клювом слегка покороче, другой же, напротив, на голубя с клювом подлиннее, поэтому они будут отбирать для разведения птиц с одним из крайних проявлений признака. Первоначально отличия очень малы, но с течением времени отбор приводит к возникновению двух хорошо различающихся форм - пород. Именно так в действительности и произошло с породами голубей-турманов, выведенных в Англии, чей пример использовал для иллюстрации своей теории Дарвин. Получается, что совершенство и поразительное разнообразие живых организмов - от бактерий и грибов до баобабов и человека - создано благодаря естественному отбору, который действует из поколения в поколение.

Первое издание основного труда Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» увидело свет 24 ноября 1859 года. В день ее появления на прилавке магазина она разошлась тиражом 1 250 экземпляров. Потребовалось второе издание тиражом 3 тысячи, потом допечатали еще 16 тысяч, книгу перевели на многие языки мира. Дарвин смеялся: «Даже на древнееврейском языке появился очерк о ней, доказывающий, что моя теория содержится в Ветхом Завете!» Он был горд и отрицал, будто успех книги - только в ее своевременности. По его признанию, до ее публикации он не встречал среди своих коллег ни одного, кто сомневался бы в постоянстве видов. Даже Лайель не соглашался с Дарвином. Однако теория естественного отбора так хорошо объясняла накопившийся у натуралистов материал и так интересно читалась, что была просто обречена на успех.

Что бы ни говорил автор, книга действительно оказалась очень своевременной. Благодаря быстрому развитию науки, техники и экономики в европейском обществе распространилась идея прогресса. Теория эволюции переносила ее на развитие живого мира и одновременно служила естественнонаучным обоснованием прогрессистских социальных теорий. Говорят даже, что Карл Маркс хотел посвятить «Капитал» Дарвину, и хотя это лишь миф, его существование показательно.

Коль скоро дарвинизм признавал эволюцию всех видов, то с неизбежностью возникал вопрос о происхождении «венца творения». На него Дарвин тоже ответил, но в другой книге, которая вышла на 12 лет позже первой: вероятно, он долго не решался публично выступить по такому щекотливому вопросу. Эта книга называлась: «Происхождение человека и половой отбор». По мнению автора, своим интеллектуальным прогрессом человечество обязано женщинам, которые выбирали себе самых умных и надежных партнеров, а слабые и глупые представители сильной половины оставались без потомства. Именно в этой книге прозвучало впервые заявление, столь взбудоражившее общество, о нашем родстве с обезьянами. С тех пор теория эволюции вышла за стены кабинетов ученых, стала предметом широкого обсуждения, и критика ее утратила конструктивный научный характер. Что поделать, но тогда в руках у Дарвина не было столь весомых доказательств своей правоты, которые появились позже, и, говорят, под занавес своей жизни он готов был даже отказаться от гипотезы происхождения человека. Факты появились вскоре после его кончины. В 1890 году на острове Ява голландский антрополог Эжен Дюбуа обнаружил кости древних, похожих на человека, существ, которых назвали питекантропами. И хотя, по современным представлениям, ни питекантроп, ни другие известные ископаемые человекообразные, включая неандертальца, не были непосредственными предками человека, тем не менее они - наши ближайшие генетические родственники - и помогают увидеть, как вместе с постепенным развитием мозга и освоением прямохождения возник человек.

Зачем судиться с теорией

После Первой мировой войны общественное мнение в США было предубеждено против теории эволюции, которую связывали с атеизмом. В 1925 году в штате Теннесси в качестве закона был принят «акт Батлера», гласящий: «…будет нарушением закона, если любой преподаватель любого университета или школы, содержащихся полностью или частично за счет штата, будет преподавать любую теорию, отрицающую историю Божественного Творения человека, как тому учит Библия, и вместо этого преподавать, что человек произошел от низших животных». Ответственность за нарушение предполагала уплату штрафа в 100-500 долларов, большой по тем временам суммы. Противники акта Батлера, группа бизнесменов из Дейтона, маленького городка в штате Огайо, возглавляемых инженером Джорджем Рэппли, решили показать абсурдность этого закона весьма оригинальным способом - через суд. Они заручились согласием молодого преподавателя естествознания и математики Джона Скоупса, что тот признает себя нарушителем акта Батлера. Фактически Скоупс только один раз вел урок биологии, заменяя заболевшего коллегу, на котором действительно обсуждал главу по дарвинизму из рекомендованного учебника. Замысел заключался в том, чтобы процесс показал несостоятельность акта Батлера и привел к его отмене. Дополнительным стимулом была идея Рэппли о том, что процесс привлечет внимание к Дейтону и поможет заработать - классическая пиар-акция.

Процесс начался 10 июля 1925 года. Защита добилась обсуждения Библии в качестве альтернативного естествознанию источника знаний. Обвинитель Уильям Брайан, влиятельный политик, неоднократный кандидат в президенты, вынужден был отвечать на «неудобные» вопросы о библейских чудесах, можно ли их трактовать буквально и рассматривать в качестве серьезной альтернативы естественнонаучной точке зрения: о сотворении мира за шесть дней и его возрасте, остановке Солнца Иисусом Навином, проглоченном китом и жившим три дня в его желудке Ионе и подобном. Брайан не ответил на эти вопросы удовлетворительно, и наблюдавшая за процессом пресса признала его поражение. Стало очевидно, что библейские факты естественной истории можно трактовать как аллегории. Скоупс был оправдан, но в силу юридических причин акт Батлера отменили не сразу - это произошло только в 1967 году, хотя со времен «обезьяньего процесса» более ни разу не применяли.

В США было еще несколько попыток ограничить преподавание эволюционизма в школе по религиозным мотивам. Последний раз это было в 2002 году в округе Кобб штата Джорджия, где на школьных учебниках биологии по требованию верующих родителей поместили наклейки с надписью: «…эволюция - это теория, а не факт… эту тему надо рассматривать критически». В 2005 году окружной суд постановил эти наклейки убрать. В России недавно прошел первый «обезьяний процесс». Инициировавший его Кирилл Шрайбер профессионально занимается рекламным бизнесом, равно как помогавший ему на процессе друг Антон Вуйма, руководитель «Духовного наследия» - организации, называющей себя «информационным агентством с сильным PR-уклоном». Сам Вуйма в интервью признавал, что в целях саморекламы проводит акцию «черного PR» - в данном случае против дарвинизма. Суд города Санкт-Петербурга принял первый иск к рассмотрению и вынес по нему отрицательное решение.

Лучшая демонстрация теории эволюции - стадии развития лягушки: у похожего на рыбку головастика сначала отрастают задние лапки, потом передние, затем исчезает хвостик, и вот новое существо - амфибия

Общий предок

Коллеги задавали Дарвину массу вопросов, на многие из которых он убедительно ответил и не только потому, что был энциклопедически образованным человеком, но и благодаря силе предложенной им теории. А на что не ответил он сам, ответили следующие поколения ученых, и их ответы породили новые вопросы…

Возможно ли, что никакой преемственности между видами нет и каждый из них возник независимо? На этот вопрос современная наука, которая изучает механизм эволюции на уровне молекул, отвечает отрицательно. У всех известных существ наследственная информация закодирована в виде последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК. Нуклеотидов всего четыре, и они одинаковы у микроорганизмов, растений и животных. Этот факт - в пользу родства всех существ. Но порядок следования нуклеотидов различается в молекулах ДНК разных организмов, что, собственно, и служит залогом их внешнего и внутреннего различия. Чем больше таких различий в ДНК двух разных видов, тем раньше они разошлись со своим общим предком.

Используя эти положения, в 1962 году американские биохимики Лайнус Полинг и Эмиль Цукеркандль выдвинули идею «молекулярных часов». Они заметили корреляцию между количеством различий в последовательностях аминокислот гемоглобина - белка, переносящего кислород, который есть у многих животных, и временем расхождения видов согласно палеонтологической летописи. То есть скорость, с которой изменяется последовательность аминокислот, для данного белка постоянна. А значит, по числу различий в одном и том же белке для любой пары видов можно оценить время их расхождения, даже если и палеонтология на этот счет не дает никаких указаний. Как в школьной задаче на расчет времени при известных расстоянии и скорости. Тот же принцип оказался верным и для последовательностей нуклеотидов в молекулах ДНК. В идеальном случае генеалогия живого существа, построенная палеонтологами, должна совпасть с генеалогией, построенной генетиками, и это стало бы одной из лучших демонстраций теории эволюции.

Знания о последовательностях ДНК и белков привели к рождению новой науки, занимающейся их сопоставлением и анализом, - биоинформатики. От нее ответвилась молекулярная филогенетика. По сравнению с традиционной систематикой, основанной на изучении анатомии, эта наука оперирует огромным количеством признаков - ведь число генов у многоклеточных организмов исчисляется многими тысячами, и каждый из них состоит из сотен или тысяч нуклеотидов. Сотни лабораторий во всем мире анализируют ДНК и все глубже разбираются в родственных связях организмов.

Не только генетический код, но и функциональные участки ДНК - гены - нередко одинаковы. Например, развитие зародыша у разных групп многоклеточных животных управляется одними и теми же генами. Где будет передний конец, а где - задний, задают «гомеозисные» гены, очень похожие у всех животных: от медузы до примата. Одни и те же гены управляют развитием глаза мухи и мыши - а ведь прежде считалось, что эти органы несравнимы, поскольку по-разному устроены: глаз насекомых состоит из множества простых глазков - фасеток, каждый из которых дает изображение одной точки пространства, а глаз позвоночных строит полное детальное изображение. Еще пример, в зародыше любого вида образуются лишние клетки, которые затем самоуничтожаются. Так, наши пальцы формируются за счет гибели клеток между ними, иначе вместо нормальной конечности развивалась бы сросшаяся культя. Точно так же ликвидируются самостоятельно и мутантные клетки, способные стать раковыми. Эти процессы запрограммированной гибели клеток - апоптоза - управляются особыми генами, которые очень похожи и, как оказалось, взаимозаменяемы, у человека, мыши и крошечного червя, состоящего всего лишь из одной тысячи клеток.

А раз во всех существах встречаются одинаковые «кирпичики», значит, они достались им от некоего общего предка? Кто же это мог быть? В мире одноклеточных мы видим организмы, похожие по обмену веществ и на растения, и на животных. Первые путем фотосинтеза создают себе пищу сами, вторые - этого не могут и нуждаются в готовых органических веществах. Например, от такого существа, как эвглена зеленая - полуводоросль-полуживотное, могла пойти дальнейшая эволюция. Чтобы стать многоклеточными, отдельным существам-клеткам нужно было объединиться в колонии. Сейчас полагают, что такой скачок связан с появлением хищничества как образа жизни: большую особь труднее съесть. Вся дальнейшая эволюция - это непрекращающаяся гонка наращивания размеров обеих противоборствующих сторон, в которой хищники и жертвы подгоняли друг друга. Животные, которые жили миллиард лет назад, настолько отличались от современных, что к ним неприменимы привычные принципы классификации. В них причудливо сочетались признаки разных современных типов, никогда не встречающиеся одновременно ни в одном из ныне живущих организмов. Трибрахидиум можно было бы назвать медузой, если бы не диковинная трехлучевая симметрия, более характерная для растений. Дикинсония похожа на кольчатого червя, но назвать ее так мешает «скользящая» симметрия, при которой парные конечности расположены не напротив друг друга, а в шахматном порядке. Такой тип симметрии опять-таки чаще встречается в растительном царстве, но в данном случае ученые уверены, что имеют дело с животным. По непонятной причине эти странные существа вымерли, и более полумиллиарда лет назад (в раннем кембрии) на коротком отрезке времени длительностью порядка десяти миллионов лет появились все известные современные типы животных. Это событие назвали «кембрийским взрывом». И согласно теории эволюции общий предок современных животных вышел из древнего мира докембрийских «чудищ», тех, кто пережил глобальную катастрофу. Данные молекулярной филогенетики подтверждают, что родословная современных типов (как то: губки, погонофоры, хордовые и т. д.) - это не дерево, но куст с пучком ветвей-типов, растущих из единого корня. А вот окаменелые остатки того, кто был этим корнем, палеонтологам еще не попались.

Уязвимое место

На самом деле прямого обоснования эволюционной теории еще никто не представил. В качестве такового может послужить только наблюдение за естественным развитием видов и обязательная регистрация того, какими были существа на старте, их промежуточные формы и во что превратились в конце. Отсутствие такого наблюдения и есть наиболее уязвимое место теории. Действительно, если видообразование - это непрерывный процесс, который продолжается и в наши дни, то почему мы не встречаем переходных форм? Есть, к примеру, тигр, лев, леопард, рысь - представители семейства кошачьих, а полосатых львов или тигров с гривами - форм промежуточных между двумя родственными видами - не бывает. Настораживает и то, что в ископаемом состоянии переходные формы также не встречаются. Отсутствие современных переходных форм Дарвин объяснял тем, что картина сегодняшнего мира - это результат уже разрешившихся противоречий и родоначальные виды истреблены естественным отбором. Что же до отсутствия их ископаемых остатков, то аргументом служили кратковременность их существования и небольшая численность, из-за чего вероятность, чтобы они сохранились, очень мала, а вероятность обнаружить их - и вовсе мизерна. Все, что видят палеонтологи, - это один вид в одном слое, другой - в другом, и никаких переходов. Словно долгие периоды устойчивого существования одних и тех же организмов вдруг сменялись быстрым видообразованием. Американские ученые Нильс Элдридж и Стивен Гоулд назвали это явление «прерывистым равновесием». Осталось понять условия стабильности и факторы ускорения эволюции.

И все-таки, в одном частном случае - среди микроорганизмов - ученые считают, что им удается видеть и регистрировать ход эволюции. В ответ на изобретение новых антибиотиков против болезнетворных бактерий возникают штаммы (группы микроорганизмов с четкими физиологическими особенностями), устойчивые к действию этих лекарств. С первой половины XX века идет постоянная гонка: медикам приходится все время изобретать новые лекарственные средства, которые быстро теряют эффективность из-за ускоренной эволюции микробов. Единственное, что останавливает от того, чтобы считать ее зримым процессом видообразования, - невозможность применить к бактериальному штамму понятия «вид». Стандартное определение гласит, что вид - это совокупность организмов, неспособных к скрещиванию с особями других видов или дающих при таких скрещиваниях бесплодное потомство. Но оказалось, что штаммы, относящиеся к одному и даже разным видам бактерий, могут обмениваться генетическим материалом друг с другом. Это явление назвали горизонтальным переносом генов. Благодаря миграции генов достижения одного вида микроорганизмов становятся доступными для другого - такую форму эволюции назвали ретикулярной, или сетчатой, чтобы подчеркнуть ее отличие от «классической», то есть древовидной, куда бактерии, похоже, не вписываются. Образно говоря, для бактерий нельзя построить эволюционное древо с общим корнем - у них родственные связи образуют запутанную сеть.

Парадоксы развития

Еще один феномен, который пока трудно объяснить с эволюционной точки зрения, - это сложность строения живого организма. Как, например, мог образоваться такой совершенный орган, как глаз? Дарвин, который хорошо знал зоологию и анатомию, на этот вопрос отвечал так. Органы, способные воспринимать свет, есть даже у самых простейших существ. Поэтому глаза можно выстроить в ряд по мере усложнения: от простых пигментных пятен или выстланных пигментом прозрачных кожных мешочков ланцетника до сложных фасеточных глаз насекомых и совершенной оптической системы человеческого глаза. Причем такой ряд легко создать и на основе глаз зародышей, что будет иллюстрацией к процессу их развития. Ну а какие преимущества в конкурентной межвидовой борьбе дают хорошо работающие глаза тем, у кого они есть, вряд ли нужно перечислять. Гораздо труднее оказалось для Дарвина объяснить происхождение электрических органов у рыб. Но если бы ему было известно, что почти все физиологические процессы имеют электрическую природу, он с легкостью это сделал бы.

Тем не менее проблема осталась - на молекулярном уровне. Даже у наиболее простых бактерий есть около 200 генов, каждый из которых состоит из сотен или тысяч нуклеотидов. Каждый ген отвечает за какую-то жизненно необходимую функцию, например за построение элементов клетки, производство и починку молекул ДНК, за транспорт пищи в клетку. Американский биохимик Майкл Бихи назвал это свойство живой системы «неуменьшаемой сложностью», из которого следует, что первая клетка должна была появиться сразу с двумя сотнями генов, чтобы стать жизнеспособной. Кстати, этот пример часто используют критики теории эволюции. Они говорят: раз биологи сами пришли к такому парадоксу, значит, они отрицают дарвинизм. В логике такой прием называется подменой тезиса и свидетельствует об ошибочном выводе - разумеется, ученые не отрицают дарвинизма, они ищут пути обхода «неуменьшаемой сложности». Действительно, случайное возникновение даже самой элементарной клетки путем перебора химических соединений маловероятно. Но мы мало знаем о том, как была организована ранняя жизнь на Земле и какие пути могли привести к возникновению клетки.

Проблему представляет собой и сложность многоклеточных организмов с десятками тысяч генов. Ведь материала, с которым «работает» естественный отбор, может не хватить. Особенно среди крупных животных, исчисляемых всего лишь тысячами особей, таких как киты или слоны. В 1957 году английский генетик Джон Холдейн рассчитал, что для замены в популяции каких-либо организмов только одного признака необходимо вести отбор в 300 поколениях - а признаков-то (генов) десятки тысяч! Возможно ли при такой маленькой скорости эволюции возникновение новых видов, различающихся не по одному, а по целому комплексу признаков? Позднее это затруднение назвали «дилеммой Холдейна». Кажущуюся невозможность удается преодолеть, если сменить математическую модель и отказаться от посылки, что признаки эволюционируют независимо друг от друга. Половой процесс и связанный с ним обмен генами может объединять в одной особи множество нежелательных признаков и позволяет выбраковывать их существенно быстрее, чем предполагалось в модели Холдейна.

С помощью генетики удалось решить и вопрос о направленном течении эволюции, который стоял в свое время довольно остро. Еще в XIX веке палеонтолог Эдуард Коуп обнаружил, что у разных видов ископаемых животных могли развиваться одинаковые признаки. Это указывало на то, что эволюция - процесс не случайный, но подчиняющийся каким-то внутренним, еще не открытым закономерностям. В XX веке схожую концепцию под названием «номогенез» развивал русский ученый Лев Берг. Но экспериментальные данные такой концепции противоречат. У животных, даже не близких родственно, есть много общих генов, они-то и определяют, казалось бы, независимое появление у разных видов сходных признаков. Поскольку гены похожи, то и изменяются (мутируют) они сходным образом. С этой точки зрения удалось объяснить «закон гомологических рядов в наследственной изменчивости», сформулированный в 1920 году Николаем Вавиловым, который обнаружил, что у разных видов злаков встречаются похожие формы. Например, у ржи и пшеницы колосья могут быть как с остью, так и без нее; междоузлия могут быть как окрашенными, так и нет. Этот закон обладает большой предсказательной силой: если у одного растения какого-то признака нет, но он есть у близкого ему вида - нужно искать, вполне вероятно, что его просто еще не обнаружили.

Кто мы?

Генетика генетикой, но давайте посмотрим правде в глаза. Во всей этой истории большинство людей по-настоящему волнует лишь один вопрос - происхождение человека. Прав ли был Дарвин относительно близкого родства людей с человекообразными обезьянами? Судите сами. Анатомическое строение, физиологические и биохимические особенности, в частности строение молекулы гемоглобина, роднят нас с человекообразными обезьянами настолько, что сомневаться трудно. Ближе всех к человеку стоит шимпанзе, наше генетическое сходство настолько велико - 98%, что возникла идея в один род объединить человека и два известных вида шимпанзе: обыкновенного (Pan troglodytes) и карликового (Pan paniscus), также известного под названием бонобо. В 1991 году американский биолог Джаред Даймонд написал книгу об эволюции человека, которую так и назвал: «Третий шимпанзе». По его мнению, в зоологической систематике рода Homo правильнее использовать три вида: Homo troglodytes (человек пещерный, или шимпанзе обыкновенный), Homo paniscus (человек фавновый, или шимпанзе карликовый) и Homo sapiens.

По данным молекулярной филогенетики, эволюционные линии человека и шимпанзе разошлись примерно 6-7 миллионов лет назад. Мало того, сопоставив 14 000 генов человека и шимпанзе, ученые из Мичиганского университета под руководством Цзяньчжи Чжана пришли к выводу, что у шимпанзе эволюция на молекулярном уровне шла быстрее. То есть для того чтобы из предка, общего для шимпанзе и человека, получились сегодняшние виды, больше генов потребовалось изменить у шимпанзе. Так, может быть, вершина эволюции - это шимпанзе, а не человек? Тем более что с точки зрения биологии способность к рассудочной деятельности, выраженная у человека в большей мере, чем у других видов животных, не такое уж принципиальное отличие, и оно требует меньшего количества генетических перестроек, чем геном в целом.

Фальшивки и ошибки

За полтора столетия эволюционной теории в ней бывали ошибочные опыты и заключения, а подчас и фальсификации, и это - повод для вполне справедливой критики. Например, знаменитая история с «пилтдаунским человеком», обнаруженным в 1912 году. Его скелет был сфабрикован какими-то шутниками из черепа человека и челюсти орангутана и долгое время рассматривался как промежуточное эволюционное звено к современному человеку. Фальшивку разоблачили в 1953 году. Другой повод подал известный в прошлом популяризатор дарвинизма Эрнст Геккель: в стремлении убедительнее проиллюстрировать эволюционную теорию он переделывал рисунки зародышей животных так, чтобы на ранних стадиях они больше напоминали рыб - того требовал сформулированный им «биогенетический закон» (в развитии особи повторяются основные этапы эволюции вида). Оппоненты, приводя подобные случаи, делают вывод, что при доказательствах эволюционной теории были использованы несуществующие факты, а значит, она ошибочна. В каких-то единичных случаях да, были использованы. Но во-первых, все такие подделки, в том числе пилтдаунский человек и геккелевские рисунки, позже разоблачили, причем сами биологи. Во-вторых, твердо установленных фактов, не противоречащих теории, - гораздо больше. Встречается часто и такой аргумент, который касается, скорее, методологии науки, чем ее содержания, - раз у эволюционной теории есть нерешенные проблемы, значит, она несостоятельна. На это можно сказать следующее: у естественнонаучной теории должны быть нерешенные проблемы и области изучения, которые она только нащупывает. Это следует, в частности, из особенностей эмпирических обобщений: нет логических законов перехода от частного к общему.

Можно привести еще несколько подобных аргументов против теории эволюции. Одни из них будут содержать логические ошибки, другие - показывать, что у современной теории эволюции есть «белые пятна». Во всех этих случаях повода для отказа от теории не возникает, тем более что научной альтернативы ей нет. Принять в качестве таковой креационизм ученые не могут, поскольку он основан на метафизическом подходе. Теория эволюции и миф о Творении - это разные языковые системы, основанные на разном понятийном аппарате, и поэтому их невозможно корректно сравнивать и противопоставлять. А так называемый «научный креационизм» оказался неэффективен в качестве методологии исследования: он не выдвигает экспериментально подтверждаемых гипотез, а значит, бесполезен для развития научного знания.

Все так, и конкурентов у теории эволюции на сегодняшний день нет. Тем не менее с идеологических позиций она подвергается критике, суть которой сводится к тому, что теория оскорбляет чувства верующих. Остроумную идею, примиряющую естествознание и буквальную веру в Святое Писание, выдвинул современник Дарвина креационист Филипп Госсе. Он признавал верными все геологические данные, свидетельствующие о древности мира, но утверждал, что мир и был создан таким, как если бы имел долгую историю. По этому поводу английский математик Бертран Рассел иронично заметил: «Предположив это, нам уже нет надобности считать мир сотворенным в какой-то определенный момент времени. Все мы могли возникнуть всего пять минут назад - небритые, с дырками в носках и готовыми воспоминаниями». Эту идею, пусть и в шутливой форме, все еще используют. Например, в зоопарке американского города Сент-Луис есть зал, посвященный эволюции, и в нем - объявление, гласящее: «Здесь вовсе не утверждается, что мир живого не мог быть создан сразу - просто он выглядит так, будто появился в результате долгой эволюции».