В Science , международная группа генетиков реконструирует эволюцию человека, происходившую не в каменном веке, а буквально в последние столетия.
Эволюция британцев затронула даже веснушки
Исследования, в ходе которых сравнивают ДНК множества людей, позволяют прослеживать эволюционные изменения, но до недавних пор это можно было делать с не очень высоким разрешением. Обычно эволюция видна на десятках тысячелетий, ведь изменение определенного участка ДНК - небыстрый процесс. Новые методы сравнения целых геномов позволяют изучать эволюцию на коротких интервалах времени и показывают, что естественный отбор менял облик человека даже в последние 500 лет.
Итак, исследователи обратились к базе данных проекта UK10K («10 тысяч британских ДНК») и взяли из нее 3195 геномов, чтобы выяснить, как эволюция изменила британцев за две-три тысячи лет (на протяжении жизни примерно 100 поколений). Анализу подверглись 4,5 миллиона точечных мутаций, встречающихся у современных жителей Великобритании с частотой более 5%.
Сравнивая то, с какой скоростью распространялись варианты генов, специалисты обнаружили ряд случаев быстрых изменений под действием естественного отбора.
Как генетики определяют, что имеют дело именно с отбором? Дело в том, что геном постоянно меняется - частоты генов варьируют под действием случайных процессов и скорость этих изменений известна. Но если генетики видят, что частота какого-то варианта меняется в 10 или в 100 раз быстрее - это уже явно не случайность.
Один из таких примеров - эволюция гена, отвечающего за синтез лактазы. Лактаза - фермент, который участвует в усвоении молочного сахара, без него мы бы не смогли пить молоко. Эволюция этого фермента - один из лучше всего изученных примеров эволюционных изменений у человека. У маленьких детей лактазы много, и они усваивают молоко безо всяких проблем. У взрослых млекопитающих ген лактазы отключается и синтез фермента прекращается - взрослому молоко ни к чему, поэтому попытка пить молоко приводит к диарее и другим желудочно-кишечным неприятностям. Но у некоторых человеческих популяций - у тех, где практиковалось молочное животноводство, - часто встречается мутация, позволяющая усваивать молоко в любом возрасте. Поскольку козы и коровы стали спутниками человека относительно недавно, неудивительно, что вариант гена лактазы, работающий у взрослых, быстро распространился у людей в последние тысячелетия. Исследование показало, что у жителей Британии это именно так.
Кроме того, исследователи обнаружили распространение аллелей, связанных с более светлой пигментацией. Нет, речь идет не о коже - видимо, светлокожесть уже стала повсеместной в Европе 2 тысячи лет назад - а о цвете волос и глаз, и даже об алеллях, отвечающих за появление веснушек.
Выше мы говорили о признаках, каждый из которых кодируется одним конкретным геном. Но большинство человеческих свойств регулируются не одним-двумя, а десятками или даже сотнями генов, распределенных по всему геному. Например, ученые выявили около 700 генов, влияющих на наш рост. Известно, что у северных европейцев чаще встречаются генетические варианты, связанные с высоким ростом, чем у жителей юга Европы. Новые методики позволили наблюдать и за такой мультигенной эволюцией, когда признак меняется в результате эволюции множества генов, изменения каждого из которых малозаметны - но в сумме они дают существенный эффект. Исследование показало, что за последние две-три тысячи лет естественный отбор привел к распространению среди британцев вариантов генов, связанных с более высоким ростом. С какими процессами это связано? Может, высокие британцы больше нравились женщинам и потому оставляли больше детей? Исследование не дает такого ответа, а лишь констатирует факт. Аналогично, ученые обнаружили распространение аллелей, связанных с увеличением окружности головы и веса младенцев, более поздним половым созреванием у женщин, и некоторые другие.
Итак, генетики показали, что вопреки популярному мнению, эволюция человека не прекратилась и естественный отбор продолжает работать. По крайней мере, работал последнюю тысячу лет.
Александр СоколовУченые так и не смогли прийти к единому мнению о том, кто такие предки людей, дебаты в научных кругах ведутся уже не первое столетие. Наибольшей популярностью пользуется эволюционная теория, предложенная знаменитым Чарльзом Дарвином. Принимая за истину тот факт, что человек является «потомком» человекообразной обезьяны, интересно проследить основные этапы эволюции.
Как уже было сказано, большинство ученых склоняется к тому, чтобы согласиться с эволюционной версией, объясняющей Предки людей, если полагаться на эту теорию, - человекообразные обезьяны. Процесс превращения занял свыше 30 миллионов лет, точная цифра не была установлена.
Основоположником теории является Чарльз Дарвин, живший в 19 веке. Она базируется на таких факторах, как естественный отбор, наследственная изменчивость.
Парапитек - общий предок человека и обезьяны. Предположительно эти животные населяли землю 35 миллионов лет назад. Именно эти в настоящий момент считаются начальным звеном в эволюции человекообразных обезьян. Дриопитеки, гиббоны и орангутанги являются их «потомками».
К сожалению, о древних приматах ученым известно немногое, данные получены благодаря палеонтологическим находкам. Установлено, что древесные обезьяны предпочитали селиться на деревьях или открытых пространствах.
Дриопитек - древний предок человека, произошедший, если полагаться на имеющиеся данные, от парапитека. Время появления указанных животных точно не установлено, ученые предполагают, что это случилось приблизительно 18 миллионов лет назад. Полуназемные обезьяны дали начало гориллам, шимпанзе и австралопитекам.
Установить, что дриопитек может называться предком современного человека, помогло исследование строения зубов и челюсти животного. Материалом для изучения послужили останки, найденные на территории Франции в 1856 году. Известно, что кисти дриопитеков позволяли им хватать и удерживать предметы, а также бросать их. Селились человекообразные обезьяны преимущественно на деревьях, предпочитали стадный образ жизни (защита от нападений хищников). Пищей им служили в основном фрукты и ягоды, что подтверждается тонким слоем эмали на коренных зубах.
Австралопитек - высокоразвитый обезьяноподобный предок человека, населивший землю предположительно около 5 миллионов лет назад. Обезьяны использовали для передвижения задние конечности, ходили в полувыпрямленном положении. Рост среднестатистического австралопитека насчитывал 130-140 см, встречались и более высокие или низкие особи. Масса тела также отличалась - от 20 до 50 кг. Удалось установить и объем мозга, который составлял примерно 600 кубических сантиметров, этот показатель выше, чем у человекообразных обезьян, живущих в наши дни.
Очевидно, что переход к прямохождению привел к высвобождению рук. Постепенно предшественники человека стали осваивать примитивные орудия, используемые для борьбы с врагами, охоты, однако еще не начали изготавливать их. В роли орудий выступали камни, палки, кости животных. Австралопитеки предпочитали селиться группами, так как это помогало эффективно защищаться от врагов. Пищевые предпочтения были различными, в ход шли не только фрукты и ягоды, но и мясо животных.
Внешне австралопитеки выглядели, скорее, как обезьяны, чем как люди. Их тела обладали густым волосяным покровом.
Человек умелый внешне практически не отличался от австралопитека, однако значительно превосходил его в развитии. Считается, что первый представитель людского рода появился приблизительно два миллиона лет назад. Впервые останки были найдены в Танзании, произошло это в 1959 году. Объем головного мозга, которым обладал человек умелый, превышал показатели австралопитека (разница составляла примерно 100 кубических сантиметров). Рост среднестатистической особи не выходил за рамки 150 см.
Свое название эти потомки австралопитеков заслужили в первую очередь за то, что начали изготавливать примитивные орудия труда. Изделия были в основном каменными, использовались во время охоты. Удалось установить, что мясо постоянно присутствовало в рационе человека умелого. Исследование биологических особенностей мозга позволило ученым предположить вероятность зачатков речи, однако эта теория не получила прямых подтверждений.
Расселение этого вида произошло приблизительно миллион лет назад, останки человека прямоходящего обнаружены в Азии, Европе, Африке. Объем мозга, которым обладали представители Homo erectus, составлял до 1100 кубических сантиметров. Они уже были способны издавать звуки-сигналы, однако звуки эти пока оставались нечленораздельными.
Человек прямоходящий известен в первую очередь тем, что преуспел в коллективной деятельности, чему способствовал увеличившийся в сравнении с предыдущими звеньями эволюции объем мозга. Предки людей успешно охотились на крупных животных, научились добывать огонь, о чем свидетельствуют найденные в пещерах кучи древесного угля, а также обгоревшие кости.
Человек прямоходящий обладал таким же ростом, как и человек умелый, отличался архаическим строением черепа (низкая лобная кость, скошенный подбородок). Еще недавно назад ученые полагали, что представители этого вида исчезли примерно 300 тысяч лет назад, однако недавние находки опровергают эту теорию. Не исключено, что человек прямоходящий застал появление
Не так давно предполагалось, что неандертальцы - прямые предки Однако последние данные позволяют утверждать, что они представляют собой тупиковую эволюционную ветвь. Представители Homo neanderthalensis обладали мозгом, объем которого был приблизительно равен объему мозга, которым наделены современные люди. Внешне неандертальцы уже почти не напоминали обезьян, строение их нижней челюсти говорит о способности к членораздельной речи.
Считается, что неандертальцы появились около 200 тысяч лет назад. Места жительства, которые они выбирали, зависели от климата. Это могли быть пещеры, скалистые навесы, берега рек. Орудия, которые изготавливали неандертальцы, стали более совершенными. Основным источником пропитания оставалась охота, которой занимались большими группами.
Удалось выяснить, что у неандертальцев были определенные ритуалы, в том числе и связанные с загробной жизнью. Именно у них возникли и первые зачатки морали, выражавшиеся в заботе о соплеменниках. Были сделаны первые робкие шаги в такой сфере, как искусство.
Первые представители Homo sapiens появились приблизительно 130 тысяч лет назад. Некоторые ученые предполагают, что это произошло даже раньше. Внешне они выглядели практически так же? как и люди, населяющие планету в наши дни, не отличался и объем мозга.
Найденные в результате археологических раскопок артефакты дают возможность утверждать, что первые люди были высокоразвитыми с точки зрения культуры. Об этом свидетельствуют такие находки, как пещерная живопись, разнообразные украшения, скульптуры и гравировки, созданные ими. Примерно 15 тысяч лет потребовалось человеку разумному для того, чтобы заселить всю планету. Совершенствование орудий труда привело к развитию производящего хозяйства, популярными у Homo sapiens стали такие занятия, как животноводство, земледелие. Первые крупные поселения принадлежат к эпохе неолита.
Черты сходства человека и человекообразных обезьян до сих пор являются предметом исследования. Обезьяны способны передвигаться на задних конечностях, однако руки при этом используются в качестве опоры. Пальцы этих животных содержат не когти, а ногти. Число ребер орангутанга составляет 13 пар, тогда как у представителей человеческого рода их 12. Число резцов, клыков и коренных зубов у людей и обезьян совпадает. Также нельзя не отметить сходное строение систем органов, органов чувств.
Черты сходства человека и человекообразных обезьян становятся особенно явными, когда рассматривают способы выражения чувств. Они точно так же демонстрируют грусть, злость, радость. У них развит родительский инстинкт, который проявляется в заботе о детенышах. Свое потомство они не только ласкают, но и наказывают за непослушание. Обезьяны имеют превосходную память, способны удерживать предметы и использовать их как орудия.
Далеко не все ученые согласны с тем, что человекообразные обезьяны - предки современного человека. в среднем составляет 1600 кубических сантиметров, тогда как этот показатель у животных насчитывает 600 куб. см. Примерно в 3.5 раза отличается и площадь коры мозга.
Перечислять отличия, связанные с внешним видом, можно долго. К примеру, представители человеческого рода обладают подбородком, вывернутыми губами, позволяющими увидеть слизистую оболочку. У них не выделяются клыки, сильнее развиты центры ВИД. Обезьяны обладают бочковидной грудной клеткой, тогда как у людей она плоская. Также человека отличает расширенный таз, усиленный крестец. У животных длина туловища превышает длину нижних конечностей.
Люди обладают сознанием, они в состоянии обобщать и абстрагировать, задействовать отвлеченное и конкретное мышление. Представители человеческого рода способны создавать орудия труда, развивать такие сферы, как искусство и наука. У них присутствует языковая форма общения.
Как уже было сказано, не все люди согласны с тем, что обезьяны - предки человека. У теории Дарвина множество противников, которые приводят все новые и новые аргументы. Существуют и альтернативные теории, объясняющие появление на планете Земля представителей Homo sapiens. Самой древней считается теория креационизма, подразумевающая, что человек представляет собой творение, созданное сверхъестественным существом. Облик создателя зависит от религиозных убеждений. К примеру, христиане полагают, что люди появились на планете благодаря богу.
Еще одна популярная теория - космическая. Она гласит, что человеческая раса имеет внеземное происхождение. Эта теория рассматривает существование людей как результат эксперимента, проведенного космическим разумом. Есть и другая версия, гласящая, что человеческий род произошел от инопланетных существ.
Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту
красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook
и ВКонтакте
Все мы в курсе школьной биологии проходили эволюцию . И хотя эволюционные изменения могут происходить веками, ученые во всем мире неустанно изучают этот вопрос.
Мы в сайт решили рассказать о доказательствах того, что человек эволюционирует и по сей день.
Ген, который помогает человеку усваивать молоко, развился в ходе эволюции. Изначально люди могли пить и усваивать молоко только в младенчестве. Но после одомашнивания коров, коз, овец и развития скотоводства в нашем организме появился необходимый ген.
Сейчас лактоза усваивается в организмах около трети людей на планете. В основном это те люди, чьи предки жили в Европе, на Ближнем Востоке, в Африке и Южной Азии.
Способность без проблем пить молоко называется лактазной персистентностью, и недавние генетические данные показали, что она эволюционировала независимо в разных частях мира за последние 10 тысяч лет в результате естественного отбора.
Челюсти современного человека меньше , чем у его предков. Это привело к тому, что сами зубы немного уменьшились, а у некоторых людей уже полностью или частично отсутствуют зубы мудрости .
Все дело в том, что диета наших предков сильно отличалась от современной, более мягкой пищи. К тому же третьи моляры прорезаются обычно в возрасте 18–25 лет. К этому времени большая часть зубов предков человека свое отрабатывала. То есть третьи моляры были жизненно необходимы. Сейчас же их чаще всего удаляют.
Изначально все люди были кареглазыми. Но около 6–10 тысяч лет назад появилась мутация , которая придает глазам голубой цвет .
Если вы помните курс школьной биологии, то наверняка уже сообразили, что аллель гена, отвечающая за голубые глаза, не является доминантной. Тем не менее ей до сих пор удается «выживать».
С одной стороны, это происходит из-за специфического генетического профиля у мужчин, который называется Y-гаплотипом I-M170 и коррелирует с высотой. Увеличение частоты этого профиля в популяции приводит к тому, что средний рост мужчин также возрастает .
Но все же значительно большее влияние на рост оказывает питание и здоровье человека.
Количество волос на теле современного человека значительно отличается от волосяного покрова наших предков. Тем не менее наша кожа покрыта тонкими и светлыми волосками. Кожа головы, подмышечные впадины и область паха - исключения. В них и сейчас волосяной покров может быть густым и темным. Но нельзя сказать, что волосы являются рудиментом.
Снижение плотности и размера волос у людей играет важную роль в терморегуляции с помощью потоотделения. Ресницы и волосы в носу и ушах обеспечивают некоторую защиту от окружающей среды. Брови предотвращают попадание пота в глаза. Волосы на голове могут помочь в стабилизации температуры мозга.
Поэтому говорить о том, что в будущем человек полностью лишится волосяного покрова, слишком самонадеянно. Помимо прочего волосы могут выступать в качестве одного из показателей при половом отборе.
Современные люди передвигаются на двух ногах, в отличие от наших далеких предков, которые передвигались на четырех конечностях. В ходе эволюции наш позвоночник адаптировался к прямохождению. Но все же многие из нас сталкиваются с болями в пояснице.
Исследование установило, что такие проблемы чаще встречаются у людей, которые имеют форму элементов позвонков, внешне не отличимую от таких же элементов в позвоночнике шимпанзе. И хотя люди и шимпанзе откололись от общего предка примерно 8–9 млн лет назад, некоторые из нас все еще сохранили, видимо, общий для обеих групп вид позвонков. Это и вызывает боль в пояснице, так как в этом случае позвоночник не так хорошо приспособлен для хождения на двух ногах.
Антропогенез (от греч. anthropos — человек + genesis — происхождение) — процесс исторического формирования . Сегодня существуют три основные теории антропогенеза.
Теория креационизма , самая древняя из существующих, утверждает, что человек является творением сверхъестественного существа. Например, христиане верят, что человек был сотворен богом в единовременном акте «по образу и подобию божьему». Схожие идеи присутствуют и в других религиях, а также в большинстве мифов.
Эволюционная теория утверждает, что человек произошел от обезьяноподобных предков в процессе длительного развития под воздействием законов наследственности, изменчивости и естественного отбора. Основания этой теории впервые предложил английский естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809-1882).
Космическая теория утверждает, что человек имеет внеземное происхождение. Он — или прямой потомок инопланетных существ, или плод экспериментов внеземного разума. По мнению большинства ученых, это наиболее экзотическая и наименее вероятная из основных теорий.
При всем разнообразии точек зрения на антропогенез подавляющее большинство ученых придерживается эволюционной теории, которая подтверждается рядом археологических и биологических данных. Рассмотрим этапы эволюции человека с этой точки зрения.
Австралопитек (Australopithecus) считается наиболее близким к предковой форме человека; он жил на территории Африки 4,2-1 млн лет назад. Тело австралопитека покрывал густой волосяной покров, и по внешнему виду он был ближе к обезьяне, чем к человеку. Однако он уже ходил на двух ногах и пользовался разными предметами как орудиями, чему способствовал отстоящий большой палец кисти. Объем его мозга (по отношению к объему тела) был меньше человеческого, но больше, чем у современных человекообразных обезьян.
Человек умелый (Homo habilis) считается самым первым представителем человеческого рода; он жил 2,4-1,5 млн лет назад в Африке и назван так из-за умения изготовлять простейшие каменные орудия. Его мозг на треть превосходил мозг австралопитека, а биологические особенности мозга свидетельствуют о возможных зачатках речи. В остальном человек умелый более походил на австралопитека, чем на современного человека.
Человек прямоходящий (Homo erectus) расселился 1,8 млн — 300 тыс. лет назад по Африке, Европе и Азии. Он делал сложные орудия и уже умел использовать огонь. Его мозг по объему близок к мозгу современного человека, что позволяло ему организовывать коллективную деятельность (охоту на крупных животных) и использовать речь.
В период от 500 до 200 тыс. лет назад происходил переход от человека прямоходящего к разумному человеку (Homo sapiens). Довольно трудно обнаружить границу, когда один вид сменяет другой, поэтому представителей этого переходного периода иногда именуют древнейшим человеком разумным.
Неандерталец (Homo neanderthalensis) жил 230-30 тыс. лет назад. Объем мозга неандертальца соответствовал современному (и даже немного превосходил его). Раскопки также свидетельствуют о достаточно развитой культуре, включавшей ритуалы, зачатки искусства и морали (забота о соплеменниках). Ранее считалось, что неандерталец — прямой предок современного человека, но сейчас ученые склоняются к версии, что он — тупиковая, «слепая» ветвь эволюции.
разумный новый (Homo sapiens sapiens), т.е. человек современного типа, появился около 130 тыс. (возможно, больше) лет назад. Ископаемых «новых людей» по месту первой находки (Кро-Маньон во Франции) назвали кроманьонцами. Кроманьонцы внешне мало отличались от современного человека. После них остались многочисленные артефакты, которые позволяют судить о высоком развитии их культуры — пещерная живопись, миниатюрная скульптура, гравировки, украшения и т.д. Человек разумный благодаря своим способностям 15- 10 тыс. лет назад заселил всю Землю. В ходе совершенствования орудий труда и накопления жизненного опыта человек перешел к производящему хозяйству. В период неолита возникли крупные поселения, и человечество во многих районах планеты вступило в эпоху цивилизаций.
Невероятные факты
Закончилась ли человеческая эволюция? Именно этим вопросом озадачилась Бриана Побинер (Briana Pobiner), антрополог американского национального музея естественной истории при Смитсоновском институте.
"Стоит посмотреть в глаза нашим древним родственникам. Почему большинство предков человека вымерли, а Гомо Сапиенс выжили? Ответ заложен в человеческом мозге", - рассказывает антрополог.
Вес мозга человека составляет лишь 2 процента от общего веса нашего тела, однако, потребляет более 20 процентов всей энергии. Самые серьёзные эволюционные изменения произошли во внешней части мозга, известной как неокортекс, которая ответственна за абстрактное мышление, долгосрочное планирование, сочувствие и речь.
Действительно ли с развитием человеческого мозга люди в конечном итоге будут обладать гигантскими головами и худыми телами, как это показано в научно-фантастических фильмах?
Исторически сложилось, что процесс родов ограничил размер мозга, потому как младенцам приходится проходить через родовые пути . Однако, сегодня процедура кесарева сечения обходит этот процесс.
Побинер отмечает, что более 46 процентов детей, рождённых в Китае, появляются на свет благодаря кесареву сечению. Что же происходит с естественным отбором, учитывая достижения в области рождаемости и улучшения послеродовой медицины?
Численность население мира постоянно растёт, а сами люди активно развиваются. Однако, с повышением уровня моря и уменьшением количества пространства, доступного для жилья, разнообразным болезням гораздо легче распространяться.
К примеру, по данным Всемирной организации здравоохранения вирус оспы был ликвидирован в 1979 году, но некоторые эксперты говорят о том, что от него удалось избавить только поверхность Земли, но он мог выжить в замороженном виде.
Эволюция человека сохраняется и в других областях, таких как половой отбор. Недавнее исследование показало, что бороды становятся более привлекательными, когда количество их носителей в популяции заметно уменьшается.
Эксперты выявили, что когда настанет период "пика" их популярность резко пойдёт на спад. Экономические условия могут также оказывать влияние на желание носить бороду, потому как безработные или малозарабатывающие мужчины могут её отращивать в знак мужественности, которую они не могут подчеркнуть финансовой обеспеченностью.
Так каков же ответ на вопрос относительно эволюции человека? "Пока существует человек, он будет эволюционировать", - подытожила Побинер.
Основные признаки эволюции современного человека
1) Гусиная кожа
Мы покрываемся мурашками, когда нам страшно, холодно, мы взволнованы или сердимся. Другие представители животного мира покрываются гусиной кожей по аналогичным причинам, именно поэтому шерсть кота, к примеру, становится дыбом.
Когда холодно, поднятый волосяной покров не дают воздуху "уходить" от кожи, тем самым сохраняя тепло. Когда страшно, поднятая шерсть помогает животному выглядеть больше, чем он есть на самом деле.
Человек не нуждается в этих свойствах, но они преследуют нас из прошлого, когда людям было кого так пугать. То есть процесс естественного отбора шерсть убрал, а сам механизм пока не успел ликвидировать.
2) Вомероназальный орган
Этот удивительный орган рассказывает об эволюции нашей сексуальности. Он располагается у нас в носу, служит обонятельным процессам и распознаёт феромоны. С его помощью некоторые животные находят себе пару, а также вычисляют опасность.
Человек всё ещё появляется на свет с этим органом, однако, еще на совсем ранних этапах развития людей потребность в нём отпала. Сегодня человек использует более эффективные способы нахождения своего партнёра.
3) Мусорная ДНК
В организме человека присутствуют генетические механизмы, которые в своё время вырабатывали ферменты для витамина С. Такая ДНК работает у большинства животных, проживающих сегодня на нашей планете, однако, в истории эволюции человека она была заблокирована на определённом этапе.
Эта мусорная ДНК говорит о том, что все виды на Земле имеют общее происхождение.
4) Дополнительные ушные мышцы
Животные используют ушные мышцы с целью управления своими ушами. Они их поворачивают, чтобы сконцентрироваться на определённом звуке. У человека эти мышцы также присутствуют, однако, они практически атрофировались.
Очень хорошо дополнительные ушные мышцы развиты у кошек.
5) Подошвенная мышца
Эта мышца нужна животным для того, что брать и пользоваться предметами с помощью ног. Это можно наблюдать у обезьян. У человека она тоже есть, но гораздо менее развита. Зачастую её используют врачи, когда нуждаются в тканях для реконструкции какой-либо части тела.
Подошвенная мышца - это абсолютный рудимент: более 9 процентов людей появляются на свет без неё.
6) Зубы мудрости
Основная пища ранних предков человека была растительного происхождения. Растения должны были быть съедены быстро и в больших количествах для того, чтобы организм получил должное количество питательных веществ.
