111.3. Возникновение и развитие жизни на Земле

⁽9 Определение живого. В течение всей своей исто­рии человечество интересовалось проблемой сущности п происхождения жизни. Попытки дать строгое опре­деление живого сталкиваются с рядом трудностей. Ес­ли характеризовать живое не на основе одного какого-то признака, а через их совокупность, то можно обнару­жить такие живые объекты, которые, имея отдельные признаки, присущие живым телам, не обладают дру­гими, не менее важными признаками живого. Наибо­лее приемлемое современное определение жизни при­надлежит М. В. Волькенштейну.

' 9 Ниопоэз. Современная теория возникновения жиз­ни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сфор­мулирована английским ученым Джоном Берналом (1901 —1971). Возникновение жизни включает в себя стадии: 1) абиогенное возникновение биологических мономеров; 2) образование биологических полимеров; Л) формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

' 9 Абиогенное, или небиологическое, возникновение органических молекул из неорганических доказыва­ли еще в 1924 г. русский ученый академик Александр Ннанович Опарин (1894—1980) и в 1929 г. англий­ский естествоиспытатель Джон Холдейн (1892—1964). Они исходили из того, что на первых этапах форми-рования Земля имела очень высокую температуру. По мерс остывания планеты тяжелые металлы перемеща-мись к ее центру, а более легкие оставались на поверх­ности. Атмосфера состояла из свободного водорода и ск> соединений (Н₂0, СН₄, NH₃, HCN), что служило пред­посылкой возникновению органических молекул не-биологическим путем. До начала XX в. многие ученые предполагали, что такие соединения могут возникать только в живых организмах, их назвали органически­ми веществами в противоположность веществам не­живой природы — минералам, названным неоргани­ческими соединениями.

В 1953 г. американский ученый Стенли Ллойд Мил­лер, пропуская электрический разряд через смесь Н₂, Н₂0, СН₄, NH₃, получил набор нескольких аминокислот и органические кислоты. Возможность абиогенного син­теза органических соединений подтверждается также тем, что они обнаружены в космическом пространстве.

э Образование биологических полимеров. По мере смягчения условий на Земле стало возможным образо­вание сложных органических соединений — полимеров. Не исключено, что синтез полимеров катализировался на поверхности минеральных глин. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина в водной среде в присутствии особого вида глинозема и АТФ может давать полимерные цепочки полиаланина. Ор­ганические молекулы имеют большую молекулярную массу и сложную пространственную конфигурацию. Такие высокомолекулярные комплексы, окруженные водной оболочкой, могут объединяться в коацерваты. Дальнейшая прогрессивная эволюция предбиологических структур могла происходить только при усложнении об­менных процессов и в условиях пространственного раз­деления различных синтетических и энергетических процессов внутри коацерватов. Более прочную изоля­цию внутренней среды от внешних воздействий могла осуществить лишь биологическая мембрана.

Формирование мембранных структур и первичных организмов. Вокруг коацерватов, богатых органически­ми соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды пре­образовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и устойчи­вость организмов. Возникновение мембраны, обладаю­щей способностью к избирательной проницаемости, содействовало развитию все более совершенных са­морегулирующихся систем вплоть до возникновения первых клеток. Появляются первые примитивные безъядерные клетки — прокариоты. Первые живыеорганизмы были гетеротрофными, они использовали в качестве источника энергии (пищи) органические сое­динения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.

' 9 Развитие жизни на Земле. Биологическая эволюция не Земле длится более 3 млрд лет. С момента возникно­вения первых примитивных клеточных организмов бла­годаря естественному отбору появилось бесчисленное множество форм живых организмов. Историю Земли принято делить на промежутки времени — эры и пе-риоды, границами которых являются крупные геоло­гические события, связанные с историей развития пла­неты как космического тела. В геохронологической шкале представлена история развития жизни на Зем­ле (табл. 6).

III.4. Происхождение человека

¹1 Антропогенез — процесс исторического развития человека — того вида, к которому принадлежит все человечество.

& Систематическое положение человека. Многие при-внаки строения человека свидетельствуют о его при­надлежности к животному миру. План строения тела человека такой же, как у всех представителей типа хордо-И1.1 х. РГаличие осевого скелета в виде позвоночника, покровных тканей (черепа), защищающих переднюю часть нервной трубки, двух пар конечностей свидетель-ствует о принадлежности к подтипу позвоночных. 11ринадлежность человека к классу млекопитающих оп­ределяется наличием четырехкамерного сердца и редук­цией одной из двух дуг аорты, теплокровностью, силь­но развитой корой больших полушарий головного мозга, млечными железами и прочими признаками. Такие признаки, как конечности хватательного типа, замена когтей плоскими ногтями, хорошо развитые ключицы, KI ппчие слепой кишки, замена молочных зубов на по-стоянные в ходе онтогенеза и другие признаки, позволя­ют отнести человека к отряду приматов. Все люди на Земле относятся к одному виду — Человек разумный i Homo sapiens), входящему в один род — Люди, семей-i ПМ гоминиды (Hominidae), надсемейства — гоминоиды, человекоподобные (Hominoidea), составляющего сек­цию — узконосые, обезьяны Старого Света, относящуюся к подотряду человекоподобные (Anthropoidea), отряда «князья» (Primatea), классу млекопитающих (Mammalia).

• Проблемы происхождения человека (антропогенеза) всегда вызывали повышенный интерес не только у уче­ных, но и у всех думающих людей. К. Линней, основа­тель научной систематики, в труде «Система природы» описал в роде Homo (человек), кроме человека разумно­го, еще человека лесного (Н. sylvestris) и человека пе­щерного (Н. troglodytes). Линней говорил лишь о сход­стве, но не о родстве человека и человекообразных обезьян. Ж. Б. Ламарк высказывал идею об их родстве более определенно. Решающий вклад в доказательство животного происхождения человека внес Ч. Дарвин, ко­торый в своих трудах «Происхождение человека и поло­вой отбор» (1871) и «Выражение эмоций у человека и животных» (1872) на основании обширных данных из области систематики, сравнительной анатомии, эмбрио­логии и изучения поведенческих реакций животных и человека пришел к выводу о несомненном сходстве че­ловека и человекообразных обезьян и о наличии у них общего предка.

В последние 10—20 лет в изучение происхождения человека внесены новые данные на основании массовых раскопок в Экваториальной Африке, в результате кото­рых получено множество костей древних обезьян и древ­них людей — больше, чем было обнаружено за 100 лет до того. Разработаны надежные методы определения воз­раста горных пород (следовательно, находящихся в них костей), основанные на анализе радиоактивных изото­пов. В результате выяснилось, что человеческий род древ­нее на сотни тысяч и миллионы лет, чем предполагали ранее. Близость человека и обезьян стали оценивать ме­тодами молекулярной генетики. Количественная оцен­ка сходства генов и белков позволила по-иному оценить их родство. В настоящее время разработаны методы диф­ференцированной окраски хромосом. Такая окраска хро­мосом человека и шимпанзе показала их удивительную близость. У всех человекообразных обезьян — 48 хро­мосом, у человека — 46. Первая хромосома человека об­разована слиянием двух хромосом, гомологичных тако­вым у шимпанзе. 3 Эволюция вида Человек разумный — родословная человека (рис. 25).

В настоящее время наиболее вероятным нашим пра­щуром считают африканского дриопитека (кениапите-ка), жившего на территории Кении примерно 14 млн лет назад. Когда предки людей вступили в новую ста­дию — стадию австралопитеков (лат. australis — юж­ный и греч. pithekos — обезьяна), им помогли в даль­нейшем формировании черт строения человека особенности строения и поведения первых приматов, обусловленные древесной жизнью. Сейчас изучены ос­татки одного из ранних австралопитеков — афарского, найденного в Эфиопии. Впоследствии австралопитеки разделились на две линии: австралопитек африкан­ский, некрупный и всеядный, и австралопитек мощ­ный, по-видимому, растительноядный, с крупными ко­ренными зубами. Но еще раньше — от африканского австралопитека или же от более ранних форм — отде­лилась ветвь, первого представителя которой уже можно считать входящим в род Homo — человек. Человеком умелым (Homo habilis) был назван наш предок, обнару­женный в 1962 г. английскими учеными М. и Л. Лики в Танзании. Объем его мозга составлял 642 см³. По срав­нению с мозгом современного человека (1000—1800 см³), это мало, но больше, чем у примитивных форм. Самое главное, что вновь открытый вид изготовлял орудия, конечно, очень примитивные: ударом камня о камень оббивал его с одной стороны, создавая режущий край. Такую культуру назвали олдовайской, или олдованской, а также галечной.

э Архантропы (древнейшие люди) раньше имели название питекантропы. По сравнению с австрало­питеками и даже человеком умелым, архантропы бы­ли более развиты. Мозг их составлял даже 1300 см³. Архантропы сохранили немало примитивных, обезь­яньих черт строения, у поздних из них — китайских обезьянолюдей (синантропов) — человеческих черт бы­ло больше, чем у самых ранних. Обезьянолюди широко использовали коллективные, облавные охоты, приме­няя огонь. Они улучшили технику выделки камен­ных орудий. Ученые предполагают, что на этой стадии возникает еще одно свойство — речь, язык. Первых ра-зумных людей обычно называют неандертальцами, по месту одной из находок, но более правильно их назвать древними людьми — палеантропами (или палеоан­тропами). Это были люди среднего и невысокого рос­та, невероятно сильные. Они создали новую индуст­рию камня и так называемую культуру скребел и наконечников. Палеантропы уже хоронили своих близ­ких, украшали могилы. Они были вытеснены людьми современного типа — неоантропами.

3 38—40 тыс. лет назад начал формироваться под­вид — Человек разумный (Homo sapiens). Неоантро­пы оказались способными проникнуть в Америку и Ав­стралию. Об африканском происхождении человека свидетельствует не только древность находок с этого кон­тинента, но и анализ ДНК митохондрий. В родословной человека есть нерасшифрованные места, например, пере­ход от стадии дриопитека к австралопитекам и от чело­века умелого — к архантропам.

По месту находок в гроте Кро-Маньон неоантропов часто не совсем точно называют кроманьонцами. Это были люди высокого роста, практически не отличаю­щиеся от нас. Они использовали для жилья не только пещеры, но и строили примитивные хижины, создава­ли рисунки на стенах пещер, начали приручать пер­вых домашних животных. На этом уровне биологиче­ская эволюция человека завершилась.

э В процессе антропогенеза действовали биологиче­ские и социальные факторы. Биологические факторы:

— древесный образ жизни способствовал развитию зрительного анализатора и совершенствованию руки, что, в свою очередь, повлияло положительно на разви­тие коры полушарий и манипулирование, способность захватывать предметы и действовать с их помощью;

— способность к прямохождению, освобождающая передние конечности для все более сложного манипу­лирования;

— большой объем головного мозга, сильное разви­тие больших полушарий и коры — материального суб­страта высшей нервной деятельности.

С учетом этих особенностей строения на протяже­нии антропогенеза происходили естественный отбор и борьба за существование на основе наследственной из-менчивости, которые со временем потеряли свое зна­чение и заменились социальными.

Социальные факторы; трудовая деятельность; со­знание; мышление; речь; становление общественных отношений.

Единое человечество, принадлежащее одному ви­ду — Человек разумный, подразделяется на три боль­шие расы.

СР Расы — наследственные внутривидовые группиров­ки людей, различающиеся морфологическими особен­ностями, возникновение которых обусловлено дейст­вием естественного отбора в далеком историческом прошлом и в определенных условиях среды:

— европеоиды обитают в настоящее время на всех материках, но сформировались в Европе и Передней Азии. Имеют светлую кожу, часто светлые прямые или волнистые волосы, лицо узкое с выступающим носом, челюстная часть лица не выдается вперед, губы обыч­но тонкие. Глаза расположены горизонтально, склад­ка верхнего века отсутствует или развита слабо;

— негроиды. Классические представители этой ра­сы живут в Африке, родственные им группировки встречаются по всему экваториальному поясу Старого Света. Имеют курчавые черные волосы, очень темную кожу и карие глаза. Челюстная часть лица резко вы­ступает вперед, губы толстые, нередко вздутые, глаза широко открытые. Борода и усы растут слабо. Лицо узкое, нос широкий;

— монголоиды преобладают в Азии. Имеют чаще всего жесткие, прямые волосы. Кожа у них темнее, чем у европеоидов, но светлее, чем у негроидов, лицо широ­кое, уплощенное, очень характерные глаза: часто уз­кие, раскосые. Верхнее веко закрыто кожной склад­кой, имеется эпикантус — складка во внутреннем крае глаза, прикрывающая слезный бугорок.

• Не все группы человечества можно разделить по трем стволам. Американских индейцев относят к от­дельной расе — америндов. Еще одна раса — авст­ралийцы имеют темную кожу, но волосы у них не кур­чавые, борода и усы растут, как и у европеоидов, а по составу крови, строению зубов и пальцевым узорам они оказываются ближе к монголоидам.

Происхождение рас вызывает постоянные споры ученых, придерживающихся двух точек зрения. Одна точка зрения утверждает, что каждая раса произошла в одном месте (моноцентризм), другая, — что расы воз­никли в разных районах Земли независимо друг от дру­га (полицентризм). В настоящее время более обоснован­ной является концепция моноцентризма. По поводу причин возникновения человеческих рас, механизма ра­согенеза также существуют споры. Происхождение рас основывалось на проявлении главных механизмов из­менения генного состава (генофонда) и популяций — естественного отбора и генетико-автоматических процес­сах (дрейфе генов). Роль каждого фактора до конца не ясна. Многие признаки рас являются приспособитель­ными. Результатом развития человечества в будущем, возможно, явится слияние всех рас в единую всепланет­ную расу.