Концепции современного естествознания

Как мы уже видели, развитие - важнейшее свойство жизни. Но развитие, самоорганизация присущи материи вообще. В философском понимании развитие - это движение, изменение в пространстве и времени. Движение как способ существования материи не возникает и не исчезает, существует вечно - без начала и конца. В то же время движение - векторный, направленный, необратимый процесс, а значит на отдельных отрезках имеет начало и конец:

Таким образом, развитие как движение бесконечно и вместе с тем существует всякий раз как отдельный конечный процесс. Эти кажущиеся противоречия разрешаются при диалектическом взгляде на процесс развития. Развитие любой системы: физической, биологической, социальной - подчиняется общим законам диалектики и синэргеники. Развитие совершается по спирали и бифуркационно.

Один виток спирали - некоторый конечный процесс. В схеме исторического развития виток представляет онтогенез (индивидуальное развитие) отдельной особи.

Вся спираль с ее бифуркационными разветвлениями - бесконечный процесс. Бифуркационная спираль представляет филогенез - совокупность онтогенезов с постепенными изменениями, ведущая к их необратимой эволюции.

Таким образом, любые филогенетические преобразования происходят посредством перестройки онтогенезов особей; при этом приспособительную ценность могут иметь изменения любой стадии индивидуального развития. Можно сказать, что филогенез представляет собой преемственный ряд онтогенезов последовательных поколений. Это важнейшее концептуальное положение биологии наглядно проявляется в так называемом биогенетическом законе, согласно которому в онтогенезе высшего организма частично сохраняются (повторяются) основные черты предковых низших организмов, то есть отражается его филогенез.

Действительно, при сравнительно-эмбриологическом изучении родственных групп организмов обнаруживается, что их зародыши более сходны, чем взрослые особи. При этом чем более ранние стадии сравниваются, тем больше сходства выявляется. Например, у всех представителей позвоночных прослеживаются одинаковые эмбриональные стадии и признаки: бластула, гаструла, трехслойность, закладка хорды и ее преобразование в позвоночник, кровеносная система с одним кругом кровообращения, закладка жаберных карманов, хвоста. На этой стадии все зародыши имеют типичные рыбьи признаки. Далее появляются различия: постепенно можно обнаружить новые признаки классов, потом отрядов и т. д. до видовых различий, которые проявляются перед самым рождением. Жабры развиваются только у рыб и амфибий (на стадии головастика); у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих жаберные щели зарастают. У зародышей млекопитающих, особенно у приматов, быстро развивается головной мозг. Таким образом, по ходу эмбрионального развития идет расхождение (дивергенция) признаков у зародышей, отражающее их филогенетическую дивергенцию. Эту закономерность уже в середине XIX века отмечал Дарвин: эмбриональное развитие вида отражает его эволюцию. А вскоре Мюллер и Геккель сформулировали ее в форме биогенетического закона. На основании биогенетического закона путем изучения эмбрионального развития организмов можно устанавливать степень их филогенетического родства.

Какие же факторы и каким образом движут филогенетическое развитие? Почему возникают изменения в индивидуальных онтогенезах? Что происходит в точке бифуркации, за которой один биологический вид превращается в два или более видов с новыми признаками? На эти вопросы дает ответ синтетическая теория эволюции. Ее формирование имеет свою сложную историю.

Еще в античные времена существовало два противоположных взгляда по вопросу происхождения современного разнообразия животных и растений. Креационисты утверждали, что мир сотворен Богом; животных и растений столько, сколько их создал Творец. Они изначально целесообразны и неизменны. В понятиях философии это - чистейшая метафизика (от греческого «Meta ta physika» - «После физики»; так называлось философское сочинение Аристотеля, помещенное после его трактатов по физике). Даже в XVIII веке этот взгляд разделял великий шведский натуралист, основатель современной систематики Карл Линней. Другая точка зрения -трансформизм: мир изменяется, исторически развивается. Применительно к биологии это означало историческое изменение организмов, постепенное усложнение их организации. В XVIII веке такие мысли выражали Бюффон во Франции, Эразм Дарвин (дед Чарльза Дарвина) в Англии, Гёте в Германии, Ломоносов в России). Но первые эволюционные догадки были умозрительные, они не имели достаточной фактической основы. Только в XIX веке сформировалось научное эволюционное учение.

Первым настоящим эволюционистом считается французский биолог Ж.Б. Ламарк. В своей известной книге «Философия зоологии» (1809) он предложил первую целостную теорию эволюции живого мира, отвергнув метафизическую идею о постоянстве и неизменности видов. Учение Ламарка основано на новом видении системы - от простых организмов к сложным, оно утверждало прогрессивное развитие жизни на Земле. Но Ламарк ошибался в оценке движущих сил (факторов) эволюции. Совершенно справедливо признавая ведущую роль в изменении видов за внешними условиями (климат, почва, пища, свет, теплота и т. д.), он ошибочно считал, что упражнение органов у отдельной особи ведет к их целенаправленному изменению, совершенствованию, и эти изменения автоматически закрепляются в потомстве, передаются по наследству (наследование благоприобретенных признаков).

Этот постулат Ламарка стал темой долгих дискуссий в биологии, а в последствие и в генетике. В Советском Союзе в 30-50-е годы Ламаркизм был использован в обоснование антинаучных, антигенетических построений группы Т. Д. Лысенко, захватившей при поддержке Сталина ключевые посты в Академии наук и фактически учинившей разгром отечественной школы генетиков. Развитие биологии в Союзе было задержано на десятилетия.

Тем не менее эволюционную идею Ламарка разделяли почти все биологи его времени. Но причины и движущие силы филогенетических процессов верно вскрыл только Дарвин.

Чарльз Дарвин (1809-1882) - великий английский натуралист, создатель учения о происхождении видов путем естественного отбора. С детства увлекался коллекционированием и изучением растений, животных и минералов. В 1831-1836 гг. в качестве натуралиста совершил кругосветное путешествие на корабле «Бигль», в ходе которого собрал большой биологический, географический, геологический и палеонтологический материал, легший в основу его учения. Досконально изучил историю селекции домашних животных и растений и пришел к выводу, что искусственный отбор играет такую же важную роль при создании пород животных и сортов растений, какую естественный отбор играет в дикой природе. Основные эволюционные труды: «Происхождение видов путем естественного отбора...» (1859), «Прирученные животные и возделанные растения» (1868), «Происхождение человека и половой отбор» (1871), «Выражение эмоций у человека и животных» (1872). В знак больших заслуг и всеобщего признания похоронен в Вестминстерском аббатстве рядом с И. Ньютоном.

Синтетическая теория эволюции сложилась к середине XX века на основе классической теории эволюции Дарвина, генетики и экологии. По сути она развивала на новом уровне знания идею естественного отбора, обоснованную Дарвином за 100 лет до этого синтеза. Какие же базовые положения были привнесены в синтетическую теорию из ее трех источников?

Дарвинизм остался фундаментом новой теории. В классическом произведении Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора...» обозначены главные факторы, или движущие силы, эволюционного процесса. Согласно теории, (1) виды способны к неограниченному размножению, при этом им свойственна неопределенная наследуемая изменчивость (ненаправленная, случайная - в отличие от представлений Ламарка); (2) из-за ограниченности ресурсов (пища, пространство и др.) особи и виды вступают в борьбу за существование, в ходе которой большая часть гибнет и не дает потомства; (3) выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные к данным условиям среды, в чем и проявляется естественный отбор; (4) отбор накапливает у разных особей одного вида разные приспособительные признаки, что ведет к их дивергенции и образованию новых видов. Таким образом, наследственная изменчивость представляет предпосылку эволюции, борьба за существование и естественный отбор - ее процесс, а видообразование - результат.

Генетика уже в новом, XX веке дала понимание природы наследственности и механизмов изменчивости. Открытые в 1865 г. и переоткрытые в 1900 г. законы Менделя о независимом наследовании отдельных признаков и их сохранении в скрытом (рецессивном) состоянии позволили объяснить то, что Дарвин не понимал и не мог понимать, так как природа наследственности в его время была неизвестна. Самая суть генетической основы эволюции состоит в том, что каждый признак кодируется двумя аллельными генами - от двух родителей (хромосомный набор диплоидный). Один из них может быть сильнее другого - доминантный, тогда другой -слабый, мутантный ген проходит как рецессивный и может не проявиться в нескольких поколениях, пока не сойдется в паре с таким же рецессивным геном.

Допустим, некий ген А кодирует желтый пигмент у семян гороха, тогда ген а представляет его рецессивную мутацию. Растения, у которых оба гена доминантные -АА (доминантная гомозигота), будут иметь безусловно желтые семена. При комбинации Аа (гетерозигота) семена также будут желтые, так как для проявления признака достаточно и одного гена - пигмент все равно будет вырабатываться. Но такие генетически смешанные особи несут потенциальную способность дать искажение признака в следующих поколениях. Дело в том, что гетерозиготные родители производят разные половые клетки (они гаплоидные) - либо А, либо а. При их скрещивании случайные комбинации гамет (половых клеток) могут дать разные генотипы: АА, Аа. аа. Растения с генотипом аа (рецессивная гомозигота) будут иметь не желтый, а простой зеленый или бесцветный фенотип, так как желтый пигмент у них не вырабатывается - ген дефектный в обеих хромосомах. Вот почему некоторые признаки у детей наследуются не от родителей, а от бабушек и дедушек или даже более далеких предков.

Российский генетик С. С. Четвериков в 20-х годах разработал очень важное положение о генофонде вида, популяции, под которым понимается совокупность всех генов, участвующих в свободном скрещивании. Дело в том, что в половых клетках организмов могут возникать спонтанные или индуцированные внешними факторами мутации (допустим - d) - искажения молекулы ДНК, несущие потенциально новый признак. Пока мутация сохраняется в гетерозиготном состоянии (Dd) - под прикрытием нормального гена, она никак не проявляется. Но если мутация при скрещивании выходит в гомозиготу (dd), прежде скрытый признак проявляет себя фенотипически (то есть выявляется внешне - как новый цвет, новая форма, новая ферментная активность и т. п.) и проверяется путем естественного отбора на свою полезность, бесполезность или вредность. Таким образом, гетерозиготные особи в популяциях несут скрытый резерв наследственной изменчивости. Чем более популяция насыщена гетерозиготами, тем выше у нее эволюционный потенциал.

Наконец, современная экология дала для синтетической теории эволюции понимание того, что элементарные процессы изменчивости, скрещивания и наследования происходят не у отдельных особей, как считал Дарвин, а в рамках целой популяции организмов. Популяция - относительно изолированная группа особей одного вида, длительное время населяющих определенный ареал и способных к свободному скрещиванию. Генетические изменения на уровне популяций изучает популяционная генетика, основателем которой и был Четвериков. Кроме того, из экологии используются знания о механизмах возникновения изоляций внутри популяции или между близкими популяциями одного вида. Изоляции крайне важны на заключительных этапах видообразования, так как с их помощью закрепляются возникшие новые признаки.

Теперь мы готовы сформулировать 10 основных положений синтетической теории эволюции, практически исчерпывающих всю проблему филогенеза. Это самая крупная и значимая биологическая теория.

Единицей существования, воспроизводства, изменчивости и эволюции вида является популяция. Главное условие эволюционных изменений в популяции -способность ее членов к свободному скрещиванию.

Необходимым условием, предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость отдельных особей в популяции. Изменчивость бывает двух видов. Мутационная изменчивость особей возникает в результате спонтанных или индуцированных мутаций генов в половых клетках их родителей и несет в рецессивном состоянии потенциальные новые признаки. Комбинативная изменчивость является результатом случайных комбинаций отцовских и материнских генов в половом процессе: в ходе мейоза (кроссинговер и независимое расхождение хромосом половых клеток) и при образовании зиготы в результате оплодотворении яйца сперматозоидом. Комбинативная изменчивость не создает новых генов, но в результате комбинаций внешние признаки могут сильно варьировать.

Наследственная изменчивость отдельных особей ведет к возрастанию гетерозиготности генофонда популяции. В результате скрещивания гетерозиготных особей появляются гомозиготы с новым признаком, которые подлежат отбору на пригодность в данных условиях. Чем выше гетерозиготность, тем чаще возникают гомозиготы и больше предложений для отбора. Таким образом, высокая гетерозиготность - скрытый резерв эволюции.

Концентрация мутаций и, соответственно, гетерозигот повышается при усилении действия мутагенных факторов. Естественными мутагенами являются: ионизирующая радиация космоса, Солнца и земных недр, химические пищевые вещества (особенно свободные активные радикалы), повышенная температура, вирусы и др. Интенсивность природных мутагенных факторов меняется в определенные периоды развития Земли, обусловливая изменение темпов и масштабов эволюции. Мутации возникают также спонтанно - как обычные ошибки в ходе репликации ДНК при подготовке к делению клетки, поэтому их минимальный уровень обеспечен в любое время исторического развития.

Концентрация мутаций и гетерозигот в популяции организмов может случайно повышаться в результате резких колебаний численности особей. Такие колебания - популяционные волны - регулярно совершаются по экологическим причинам: при саморегуляции в пищевых цепях; при колебаниях численности популяций в лунных (месячных), сезонных (годичных), солнечных (11-летних) и других циклах; в результате природных или техногенных катаклизмов - пожаров, засух, наводнений, оледенений и т. п. В малых популяциях вероятность встречи одноименных гетерозигот и их выхода в гомозиготу резко возрастает. Такое смещение частоты гетерозигот в пользу определенных генотипов называется дрейфом генов.

5. Случайные изменения генофонда популяции закрепляются благодаря изоляциям. Изоляция - это возникновение разнообразных препятствий к свободному скрещиванию особей внутри популяции, а также между близкими популяциями, которые еще сохраняли генетический обмен на краях своих ареалов. При возникновении изоляции размножение идет в пределах изолятов - обособленных групп, так что между ними прекращается обмен генами. Возникшие ранее изменения генотипа закрепляются в потомстве и усиливаются, что ведет к расхождению признаков особей (дивергенции) в пределах бывшей однородной популяции.

Изоляции могут быть пространственные (географические, экологические) и биологические (анатомические, физиологические, поведенческие, цитогенетические и др.). Пространственные изоляции появляются в результате геологических процессов (горообразование, поднятие и опускание уровня воды и т. п.), а биологические - как результат закрепления мутаций в пространственных изолятах.

Все уже рассмотренные факторы эволюции носят случайный, не направленный характер - они повышают или понижают концентрацию разных мутаций в популяции. Сами они не создают направленный процесс эволюции. Единственный направляющий фактор эволюции - естественный отбор.

6. Борьба за существование и естественный отбор - процесс, направленный на избирательное выживание и возможность оставления потомства с полезными в данных условиях признаками. Отбирающим фактором выступают условия среды, борьба за существование. Главная причина борьбы за существование - ограниченность пищевых ресурсов для молоди, при том что организмы стремятся к беспредельному размножению.

Различаются: (1) внутривидовая борьба, хотя существуют и ее ограничения -разделение территорий, отпугивающие метки, семейная и стайная взаимопомощь и др.; (2) межвидовая борьба - при перекрытии ареалов, совпадении пищевых объектов; (3) «борьба» с неблагоприятными условиями среды - способность выживать при появлении таких условий (похолодание, засуха и др.).

Таким образом, борьба за существование есть непосредственная причина и механизм естественного отбора, или: естественный отбор - следствие борьбы за существование. Материалом для отбора является генетическая неоднородность популяций. Эффективность отбора тем выше, чем больше гетерозиготность в популяции и чем активнее идут процессы изоляции.

Эволюция носит приспособительный характер. Закрепляемые признаки адаптивны (имеют приспособительное значение) в данных условиях, в данное время. Адаптации относительны, так как в других условиях и в другое время они теряют смысл. Некоторые признаки могут быть нейтральными, не имеющими приспособительного значения. Их гены находятся в хромосомах вблизи с генами полезных признаков и наследуются сцепленно с ними.

Расхождение признаков в популяциях - дивергенция - постепенно ведет к образованию новых биологических видов. Этот процесс называется микроэволюцией. Главное в видообразовании - прекращение скрещивания между отдельными изолятами внутри популяции или между популяциями исходного вида.

Биологический вид - это совокупность особей (популяций), обладающих наследственным сходством по морфологическим, физиологическим, генетическим и эколого-географическим признакам, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство; вид - это наименьшая генетически устойчивая надорганизменная система.

Видообразование, или микроэволюция, идет и в настоящее время - в так называемых сложных видах, где велика внутривидовая изменчивость и выделяются несколько подвидов или рас.

9. Наиболее радикальные мутации или их сочетания, затрагивающие ранний онтогенез и дающие значительные отклонения в организации особей, ведут к макроэволюции - возникновению таксонов выше видового ранга. Так возникали роды, семейства, отряды, классы, типы... Из наиболее крупных макроэволюционных новообразований (их называют ароморфозами) можно вспомнить возникновение проводящих сосудов или цветка у растений, развитие легких у наземных животных, формирование теплокровности у млекопитающих и птиц.

В целом микро- и макроэволюционные преобразования ведут к биологическому прогрессу. Признаки прогресса - возрастание приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению их численности и расширению ареала. Обратные процессы характеризуются как биологический регресс, ведущий к вымиранию группы. Биологическая эволюция - это сочетание прогресса одних групп с регрессом других.

10. Эволюция организмов полностью зависит от геологической эволюции Земли. Изменения геологических условий среды происходили периодично и в целом необратимо. Часто они проявлялись в форме крупномасштабных катаклизмов. По этой причине в истории жизни отмечается изменчивость темпов эволюции, смена форм естественного отбора. В периоды быстрых изменений среды темп эволюции возрастает, идет так называемый движущий отбор - на закрепление новых признаков. В периоды относительного спокойствия среды темп эволюции снижается, а отбор приобретает стабилизирующий характер - на консервацию имеющихся признаков и отсечение всяких новообразований.

Биологическая эволюция, как и зарождение жизни, - естественный материальный процесс развития Земли.

5.5 Происхождение и эволюция человека

Вопрос о происхождении человека принципиально важен, поскольку вокруг него скрещиваются интересы многих наук, религии, культуры. Кто он - человек? Хозяин природы или ее часть? Животное или особое одухотворенное создание? Когда и откуда появился на Земле?

Уже Карл Линней, которого трудно заподозрить в атеизме, выделяя в системе животных группу приматов, поместил туда и человека вместе с обезьянами. Ламарк прямо выводил человека из обезьяноподобных предков. Дарвин в «Происхождении человека...» (1871) пришел к выводу, что человек имеет дальних предков с человекообразными обезьянами, что это последнее звено в цепи развития живых существ (в своей ветви эволюционного древа).

Действительно, имеется масса доказательств животного происхождения человека. По всем анатомо-физиологическим признакам род Homo (человек) относится к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству людей.

Признаки млекопитающих: общее эмбриональное развитие; общее строение скелета и внутренних органов; разделение зубов на коренные, клыки и резцы; млечные железы; внутриутробное развитие; диафрагма, обеспечивающая легочное дыхание; кожа с волосом; 4-камерное сердце; рудименты (копчик, аппендикс, третье веко) и атавизмы (появляющиеся у отдельных индивидуумов хвост, волосатость лица, дополнительные соски, мощные клыки).

Признаки приматов: общая анатомия, физиология, биохимия и молекулярно-генетические признаки; в частности, сильно развит головной мозг, смена молочных зубов на постоянные, передняя конечность хватательного типа, наличие ногтей, одна пара сосков молочных желез, глаза в одной плоскости и др.

Человек относится к семейству гоминид, или людей. Наибольшее его сходство проявляется с семейством антропоидов, или человекообразных обезьян, таких как горилла, орангутан, шимпанзе и близкие к ним гиббоны. Общие признаки: пропорции тела; исчезновение хвостового отдела позвоночника; способ передвижения -прямохождение и ведущая роль задних конечностей; большой объем головного мозга; одинаковые группы крови по системе AB0 и резус-фактор; общие паразиты (головная вошь и др.) и болезни (грипп, оспа, холера, брюшной тиф); близость хромосомного набора (у антропоидов 2n=48, у человека 2n=46 - из-за слияния двух хромосом в одну); высокий уровень молекулярно-генетического сходства - гомология по ДНК более 95%); общее выражение эмоций с развитием мимической мускулатуры; хорошая память; сходная высшая нервная деятельность.

Однако человек приобрел и важные отличия от своих ближайших родственников, на которые мы укажем ниже.

Что же способствовало выделению из состава приматов и специфическому развитию семейства людей? Каковы предпосылки возникновения человека?

Прежде всего надо иметь в виду, что современные человекообразные обезьяны не являются прямыми предшественниками человека, но имеют с ним общих предков (наши «двоюродные братья и сестры»). Имеется много ископаемых остатков наших предшественников - полулюдей - полуобезьян, с признаками, промежуточными между человеком и обезьяной.

Первая важнейшая предпосылка антропогенеза - переход обезьян с деревьев на землю и вынужденное передвижение на задних конечностях, помогая передними. Это способствовало, в свою очередь, выпрямлению туловища, изменению соотношения между внутренними органами, развитию новых групп мышц, образованию сводчатой стопы и S-образного позвоночника - для лучшей амортизации при ходьбе. Но самое главное - переход на задние конечности высвободил передние для добывания пищи, а впоследствии и для трудовой деятельности. Произошло некоторое укорочение передних конечностей, увеличилось разнообразие их движений, сформировалась гибкая кисть с оттопыренным большим пальцем. Так возникла рука человека. Вторая предпосылка - стадный (социальный) образ жизни. Многие животные живут стадами, стаями, иными общественными группировками. Социальность всегда способствовала прогрессу вида и его отдельных индивидуумов. Та группа предковых обезьян, которая выбилась в отдельную ветвь людей, вероятно, обладала наиболее выраженным общественным поведением, что дало ей серьезные преимущества в борьбе за существование. Во-первых, это совместная оборона от зверей и, одновременно, более удачливая охота. Во-вторых, передача опыта и быстрейшее научение молодняка, развитие средств общения. В-третьих, лучшая забота о потомстве на основе разделения функций в стаде.

Как следствие этих новых возможностей происходит быстрое развитие мозга, психики, возникновение речи и понятийного (абстрактного) мышления, отсутствовавших у обезьян. Обезьяны, как и многие другие животные, обладают предметным (конкретным) мышлением, основанным на восприятии предмета как такового через органы чувств. Человек может узнать предмет не видя его, по понятиям (большое, черное, лохматое - это медведь). Становится возможным использование и изготовление предметов - орудий защиты и охоты, а потом и труда. Совершенствуется вся сфера социальных отношений.

Таким образом, главные отличия человека от обезьян, сделавшие его таковым, состоят в следующем: речь, понятийное (абстрактное) мышление, труд, изготовление и совершенствование орудий труда, развитие социальных отношений. Появление речи и развитие психических функций коррелировали с изменениями объема и структуры головного мозга. У человека мозг составляет 1000-1800 мл, у антропоидов всего 600-700 мл, у обычных обезьян еще меньше. В составе мозга человека сильно развивается кора больших полушарий, особенно ее теменные, височные и лобные доли, ответственные за речь и психические функции. Соответственно, изменены и пропорции черепа: мозговая часть преобладает над лицевой, надбровные дуги разделены, развит подбородочный выступ, где крепятся мимические и речевые мышцы. Рассмотрим теперь ступени развития человека. Имеется очень много ископаемых останков древних людей и их предшественников. Современный уровень развития сравнительной анатомии позволяет восстанавливать скелет по его частям, внешний облик по скелету, образ жизни и тип питания по нескольким сохранившимся зубам. Окружающие находку другие ископаемые объекты и минеральные компоненты позволяют определить время жизни предмета вашего исследования. Так что летопись человека сегодня достаточно полная и надежная, хотя и в ней есть белые пятна и спорные вопросы. Общая схема филогении человека и его предшественников приведена на рис. 32.

Рис. 32 Схема филогении человека.

Ветвь древних приматов зарождается от примитивных насекомоядных млекопитающих 35 млн лет тому назад, примерно в середине Кайнозойской эры. Большая часть древних приматов вымерла, но некоторые группы сохранились и даже получили прогрессивное развитие. Из современных приматов к их древним формам наиболее близки тупайи.

Около 30 млн лет назад состоялось отделение ветви парапитеков - древесных обезьян, имевших смешанную пишу из растений и насекомых. Челюсти и зубы у них были уже как у человекообразных обезьян. Парапитеки дали современных гиббонов и орангутанов, а также ветвь дриопитеков, отделившуюся в Неогене 20 млн лет назад. Дриопитеки населяли тропические леса восточной Африки (современные Кения, Египет, Эфиопия), их остатки найдены также в западной Европе и южной Азии. Вели стадный, полудревесный-полуназемный образ жизни, имели хорошо развитые передние конечности, относительно большой головной мозг, бинокулярное зрение. Орудия труда не использовали. Большая часть видов вымерла к 8 млн лет.

Необходимо отметить, что еще в конце Палеогена - от 30 до 25 млн лет назад -прошло очередное похолодание, после чего началось вытеснение тропических лесов к югу, формирование степей, саванн. К 10-8 млн лет этот процесс обрел критический для дриопитеков характер. Большая их часть вымерла, а наиболее приспособленным предстояло буквально судьбоносное расселение. Одна часть дриопитеков последовала за отступающими тропическими лесами, с их влажным климатом и обильной зеленой массой. От них и остались современные нам гориллы и шимпанзе - наиболее продвинутые человекообразные обезьяны. Другие дриопитеки вышли на освоение открытых пространств, что и поставило их на ноги и повело всю дальнейшую эволюцию по пути постепенного перехода к прямохождению и освобождения рук.

Возрастом около 5 млн лет датируются ископаемые находки в горах Тироля скелета обезьяночеловека, названного Отци. Его строение близко формам современного человека, однако сильно скошенный лоб и оттопыренный большой палец на стопе (на задних конечностях) явно указывают на его недостаточный интеллект и древесный образ жизни. Вероятно, это была одна из попыток очеловечивания, но в условиях старой среды обитания закончившаяся неудачно.

В целом надо сказать, что на вероятный путь к человеку вступали многие популяции и виды обезьян, но погибали в борьбе за существование - и с хищниками, и с такими же обезьянами. Их естественный отбор шел на способность к трудовой деятельности - освобождение рук, владение орудиями и их изготовление.

Другой, вероятно параллельной, ветвью от дриопитеков 5 млн лет назад отделились австралопитеки (дословно - южная обезьяна), впервые найденные в южной Африке. Теперь скелеты австралопитеков найдены по всей Африке. Они имели рост 120 -150 см, вес 20 - 50 кг, мозг объемом 650 мл, ходили на двух ногах довольно прямо, руки были свободны. Вели стадный образ жизни, занимались охотой и собирательством, были всеядны, начинали осваивать огонь. Использовали подручные предметы как орудия труда: камни, палки, кости, но изготавливать, видоизменять орудия не умели. Австралопитеков уже относят к семейству гоминид. Однако основная их группа вымерла около 1 млн лет назад, но какая-то ветвь, по-видимому, и стала прямым предшественником человека. Хотя существует мнение, что другие обезьянолюди, наподобие уже упомянутого Отци, были нашими предками. Тогда люди представляют независимую, параллельную с австралопитеками ветвь эволюции высших приматов.

Итак, около 3 млн лет назад от боковой прогрессивной ветви австралопитеков или от других подобных предшественников отделился род Homo - человек. Всего в истории собственно человека условно выделяют три стадии: древнейшие люди, древние и современные. По биологической номенклатуре они делятся на 4 разных вида, существовавшие практически на одном ареале и сменявшие друг друга в результате острой конкурентной борьбы за существование.

Древнейшие люди (архантропы) известны по нескольким находкам в разных местах земного шара, основные - в восточной Африке. Существовали очень долго параллельно с австралопитеками. Выделяют два вида, сменившие друг друга.

Homo habilis - человек умелый. Жил 3 - 1,5 млн лет назад, соседствуя с австралопитеками. Рост 150 см, мозг 800 мл, зубы человеческого типа, первый палец стопы не оттопырен. Изготовлял примитивные орудия труда из гальки, вел стадный образ жизни. Был расселен по Африке, Средиземноморью, в Азии. Как создатель первой, хоть и примитивной (галечной), культуры человек умелый преодолел грань, отделяющую ископаемых человекообразных обезьян от древнейших людей.

Homo erectus - человек прямоходящий. Сменил человека умелого около 1,5 млн лет назад, хотя в это время еще существовали поздние австралопитеки. Последние находки датируются возрастом 200 тыс. лет. Встречался изолированными группами в Африке и Евразии. Известно несколько ископаемых форм человека прямоходящего, которые по строению относятся все же к одному виду. Это - питекантроп (дословно -обезьяночеловек), найденный в 1891 г. на острове Ява (Индонезия), и синантроп (китайский человек), поселения которого изучены в пещерах близ г. Пекина. Рост 160 см и больше, но формы еще не современные. Головной мозг 800 - 1400 мл, левое полушарие преобладает - значит развита праворукость. Совершенствовал каменные орудия труда, охотился, использовал огонь от лесных пожаров и умел поддерживать длительное время. Развиты мышление и примитивная речь, то есть понятийное общение как следствие трудовой деятельности. Хотя уже действует социальный фактор, но продолжается и биологическая эволюция. Естественный отбор идет на физические качества, прямохождение, развитие мозга.

Древние люди (палеоантропы) жили в ледниковую эпоху - от 250 до 35 тыс. лет тому назад. Первые находки человека этого типа сделаны у реки Неандерталь в Германии в 1856 г., поэтому его и назвали неандертальцем. Специалисты относят этого древнего человека к новому биологическому виду - Homo neanderthalensis - человек неандертальский. Был расселен по Африке, Европе, Азии. Рост 155-165 см, мозг до 1400 мл, есть подбородочный выступ - свидетель речевого общения. Использовал совершенные каменные орудия. Огонь не только поддерживали, но и умели добывать, что позволило выжить в условиях ледникового похолодания, использовать пещеры. Отмечается углубление социальных отношений: забота о ближних, передача опыта, совместный труд и охота. Продолжается и отбор на совершенствование физических характеристик, формы скелета, особенно черепа.

Современные, или новые, люди (неоантропы) - Homo sapiens - человек разумный. Эволюционировали от прогрессивной ветви ранних неандертальцев по разным оценкам от 200 до 50 тыс. лет тому назад. Ископаемые новые люди известны как кроманьонцы - по первой находке в гроте Кроманьон во Франции в 1868 г. Обособились как новый вид в Восточном Средиземноморье - Передней Азии, откуда расселились по всей Земле.

Кроманьонец имеет все физические свойства современного человека: рост 180 см, мозговая часть черепа больше лицевой, надглазничный валик разделен на две части (бровные дуги), развитый подбородочный выступ, развитые лобные доли мозга (речь и мышление). Создает и совершенствует кремниевые орудия труда, использует так же кость и рог. Характерна сложная трудовая деятельность. Используется одежда из шкур. Создает рисунки на скалах, в пещерах, украшения и культовые предметы в виде статуэток - зарождается современная культура. Биологическая эволюция завершилась, но продолжается эволюция социальная.

Современная биологическая изменчивость внутри вида Homo sapiens выражена в форме человеческих рас. Раса - категория систематическая, но это подразделения внутри единого полиморфного вида. Человеческие расы - результат расселения и географической изоляции разных популяций неоантропов. Расселение человечества совершалось постоянно. Первичное расселение охватывает период от 500 до 40 тыс. лет, вторичное состоялось около 10 тыс. лет назад. В ходе расселения происходили морфологические и функциональные адаптации к разным климатическим условиям.

В процессе миграции людей в трех генеральных направлениях сформировались и три основные расы:

1) европеоидная (евразийская) раса - население Европы, южной Азии, северной Африки (до эпохи великих географических открытий и европейской колонизации, после чего началось смешение рас);

негроидная (австрало-негроидная; экваториальная) раса - население центральной и южной Африки и Австралии;

монголоидная (азиатско-американская) раса - коренное население центральной и восточной Азии, Сибири, Северной и Южной Америки.

Ни одна из рас не достигла видового обособления, так как с самого начала шло постоянное смешение рас на краях ареалов разных популяций. По этой же причине возникло множество промежуточных (малых) рас и подрас - всего их насчитывают 22. (Человеческие расы по генетическому и морфологическому статусу подобны породам и сортам в селекции животных и растений). Все расы свободно скрещиваются, обладают одинаковым интеллектуальным потенциалом. Различия уровней культуры обусловлены социальными условиями развития общества.

Живой мир возник на планете Земля вскоре после ее формирования - около 3,5 млрд лет тому назад - в результате самоорганизации из неживых химических систем. С тех времен живые организмы в составе популяций, сообществ, биогеоценозов претерпевают необратимое историческое развитие - филогенез. Основными движущими силами биологической эволюции являются наследственная изменчивость и естественный отбор популяций организмов, наиболее приспособленных к меняющимся условиям среды. Биологическая эволюция совершается параллельно и взаимообусловленно с геологической перестройкой Земли.

Сформированное биоразнообразие включает эволюционно молодые группы, а также и группы древние, создавшие такие виды, которые были способны выиграть борьбу за существование с новыми, более сложными организмами и занять свободные экологические ниши. Поэтому на современной Земле благополучно сосуществуют и взаимодействуют в сложных биогеоценозах самые разные организмы - от бактерий и вирусов до высших растений и животных.

Человек тоже является продуктом биологической эволюции. Он относится к царству животных, типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству людей, роду человек. Все человечество на Земле - единый биологический вид - Homo sapiens, представленный многочисленными расами и подрасами, возникшими как адаптивные модификации в ходе географического расселения вида.

Полагают, что биологическая эволюция человека прекратилась, так как ее ограничивает все более прогрессирующая социальная эволюция. Действительно, эволюция человечества сопровождалась постепенным сужением действия естественного отбора в силу возникновения и развития общественных законов и создания новой, «искусственной» среды обитания. Эволюция человека превратилась в эволюцию разума. Разум Человека стал частью Биосферы Земли и движущим фактором ее дальнейшего развития. В какую сторону?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная:

Биология для поступающих в вузы (под ред. В.Н. Ярыгина). М.: Высшая школа, 1995.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 томах. М.: Мир, 1990.

Кэмп П., Армс К. Введение в биологию. М.: Мир, 1998.

4. Общая биология. Учебник для 10-11 классов с углубленным изучением биологии в школе (под ред. В.К. Шумного, Г.М. Дымшица, А.О. Рувинского). М.: Просвещение, 1995.

Дополнительная:

1. Биологический энциклопедический словарь (гл. ред. М.С.Гиляров). М.: Советская энциклопедия, 1986.

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М: Центр, 1997.

Заренков Н.А. Теоретическая биология. М.: МГУ, 1988.

Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.

Медников Б.М. Аксиомы биологии. М.: Знание, 1982.

Потеев М.И. Концепции современного естествознания. С.-Петербург: Питер, 1999.

Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, 1997.

Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М.: Мир, 1987.

Размещено на Allbest.ru