Принципы биологической эволюции

Под биологической эволюцией понимают процесс исторического развития живого мира со времени возникновения жизни до настоящего времени. В ходе эволюции менялись и возникали новые виды, появлялись все более сложные формы живых организмов, причем биологические виды приспосабливались к изменениям окружающей среды. Коротко можно сказать, что биологическая эволюция направлена от простых форм к сложным, более приспособленным.

Первая гипотеза о механизме эволюции была выдвинута Ламарком в 1809 году. В основе ее лежали следующие предпосылки: наследование приобретенных признаков; упражнение или неупражнение частей организма; врожденная способность к самосовершенствованию. Эта гипотеза не подтвердилась.

Гипотеза естественного отбора как механизма эволюции была предложена Ч. Дарвиным в 1858 году. В 1859 г. он опубликовал свою книгу «Происхождение видов путем естественного отбора». Гипотеза Дарвина блестяще подтвердилась.

В основе теории биологической эволюции лежат четыре взаимосвязанных явления:

1. Избыточное воспроизведение. Численность потомства всегда превышает то количество, которое может выжить в данных условиях в данной популяции и определяется вероятностью его выживания;

2. Наследственная изменчивость. Причиной изменчивости (изменчивость – свойство организмов приобретать новые признаки) является мутация;

3. Борьба за существование – это сложные и многообразные отношения организмов между собой и с окружающей средой; она идет как между особями одного вида, так и между особями разных видов;

4. Выживание наиболее приспособленных. Поскольку постоянно меняются условия среды их обитания (ландшафт, климат и другие), то неудивительно, что происходят различные изменения и с живыми организмами, которые приспосабливаются к новым условиям для того, чтобы выжить. То есть исчезают одни признаки, выгодные для старых условий, и появляются иные, более отвечающие новым условиям жизни. Эти признаки передаются по наследству последующим поколениям, закрепляются в них, обеспечивая выживание вида, и сохраняются до тех пор, пока изменившиеся условия среды обитания не сделают их невыгодными или гибельными для жизни.

Иначе говоря, природа сама производит отбор наиболее сильных и приспособленных к жизни организмов и уничтожает слабые и неприспособленные. Такой отбор в эволюционной теории называется естественным. Он и является, по мнению Дарвина, главной движущей силой эволюции, ее всеобщим законом, которому подчиняется развитие всей живой природы.

Изменчивость, наследственность и естественный отбор действовали с незапамятных времен появления живого и привели к поражающему ныне многообразию видов живых организмов.

Кроме естественного отбора, самого важного фактора эволюции, существуют и другие факторы. Один из них – случайност ь. Она играет важную роль особенно в маленьких популяциях. Организм, имеющий ценный для популяции признак, полученный в результате мутации, случайно может погибнуть, так и не передав его потомкам.

В ходе развития биологии классическое дарвинистское эво­люционное учение было дополнено и уточнено. Ключевые положения этого учения получили обоснование с молекулярно-генетической точки зрения. В результате возникла современная синтетическая теория эволюции.

Наименьшей единицей эволюции является популяция. Эволюционирует популяция, но информация об этом изменении передается через размножение отдельных особей.

С точки зрения генетики эволюция есть изменение частоты гена в популяции. Частота гена – число особей, несущих этот ген в популяции.

Биологическая эволюция человека.

Проблема антропогенеза

Антропогенез (от греч. anthropos – человек и genesis – происхождение) – учение о происхождении человека.

Среди дарвиновских идей есть утверждение о том, что человек, как один из биологических видов (называемый homo sapiens), является результатом длительной эволюции живой природы от менее совершенных к более совершенным организмам. В 1871 г. появилась его книга «Происхождение человека и половой отбор», в которой была высказана эта гипотеза. Довольно часто можно услышать, что с точки зрения Дарвина человек произошел от обезьяны. Это высказывание является неверным, потому что оно значительно огрубляет и искажает дарвиновскую мысль. Правильнее говорить, что и человек, и нынешние обезьяны произошли от общих млекопитающих предков, которые жили много миллионов лет назад. От общего млекопитающего предка пошло несколько ветвей эволюции, которые привели к появлению обезьян, и эволюционная ветвь, увенчавшаяся появлением особого биологического вида – человека разумного. Это разделение ветвей произошло приблизительно 10–15 миллионов лет назад, и поэтому вполне понятно, что обезьяна и человек – это совершенно разные виды, не столько сходные, сколько противопоставленные друг другу. В XX веке концепция общего предка человека и обезьян получила генетическое обоснование. По генетическому составу ближе всех к человеку оказываются шимпанзе.

Современная наука считает, что человек является продуктом естественного развития природы и своими корнями уходит в биосферу Земли. Нет никаких сомнений в родстве человека с животным миром нашей планеты. Сходство человека с животными заключается в том, что человек и животные имеют одинаковый вещественный состав, одинаковые строение и функции многих органов, человеческий зародыш в своем эмбриональном развитии проходит те же стадии, которые прошла эволюция животного. 95 % генов в генотипе человека унаследовано от наших обезьяноподобных предков, около 60 % генов общие с примитивным насекомоядным млекопитающим, послужившим исходной группой для эволюции всех приматов. В генотипе человека имеются гены, переданные через длинный ряд промежуточных форм от рыбообразных предков и т.п. Основная проблема в восстановлении генеалогического древа человека состоит в том, что у нас нет близких родственников среди живущих ныне видов. Наши ближайшие (хотя и не очень близкие) родственники – шимпанзе и горилла – были связаны с нами общим предком не менее 7 млн лет назад.

Современная наука прослеживает цепочку предшественников современного человека и высших обезьян до рамапитека, жившего около 14 млн лет назад. Этот древнейший предок человека и высших обезьян жил на территории от Индии до Африки. Около 10 млн лет назад от него отделился предок орангутанга – сивапитек, оставшийся в Азии, где и сейчас живут его потомки. Общий предок гориллы, шимпанзе и человека, по-видимому, укоренился на Африканском континенте. Именно там обнаружены древнейшие орудия труда (возраст 2,5 млн лет) и древнейшие остатки жилищ (1,75 млн лет). В Африке найдены останки Homo faber (человека умелого) – зинджантропа, жившего около 2 млн назад. Он обладал уже такими чисто человеческими признаками, как прямохождение и заметная развитость кисти рук, умел изготовлять и применять каменные орудия труда (именно за это он был назван человеком умелым). От человека умелого прослеживается связь с древнейшим человекообразным существом – австралопитеком.

Естественный отбор, очевидно, шел в направлении сохранения признаков, содействовавших развитию стадности и способствовал развитию высшей нервной деятельности. Использование орудий труда, стадный образ жизни активно способствовали развитию мозга и возникновению речи. Все это обеспечило победу обезьянолюдей в борьбе за существование и привело 1,5–2 млн лет назад к их широкому расселению по Африке, Азии и Средиземноморью.

Признаком, отличающим человекообразных обезьян от людей, считается масса мозга, равная 750 г. Именно при такой массе мозга ребенок овладевает речью. Речь древних людей, разумеется, была очень примитивной, но она выражала качественное отличие высшей нервной деятельности человека от высшей нервной деятельности животных.

По современным представлениям древнейшие люди появились около 1 млн лет назад и прошли эволюцию от питекантропа до синантропа к неандертальцу (200 тыс. лет назад) и далее к кроманьонцу (40–50 тыс. лет назад). Далее эволюция вышла из-под определяющего влияния биологических факторов и приобрела социальный характер.

Генеалогическое древо современного человека представляет собой разветвленное дерево эволюции, показывающее, что в прошлом существовало одновременно множество родственных видов, большинство из которых вымерло (рисунок 27). Эволюция осуществлялась в процессе постоянного возникновения новых ответвлений, большая часть которых быстро исчезла. Все попытки доказать, что тот или иной ископаемый является нашим прямым прародителем, отражает устаревшее представление об эволюции как о строго линейном процессе, в котором все ископаемые формы составляют некую единую последовательность, соединяющую прошлое с настоящим. Антропогенез не является линейным процессом. В каждый период времени существовало множество параллельных эволюционных линий, связанных общим предком.

 

Рисунок 27 – Основные этапы эволюции человека

Строго говоря, биологическая эволюция человека, как и любого другого представителя животного мира, продолжается на всем протяжении его существования. Однако с тех пор, как человек выделился из животного мира, биологическая эволюция перестала играть определяющую роль. Большинство ученых считает, что процесс биологической эволюции человека как вида (т.е. видообразование) прекратилась 30 – 40 тыс. лет назад после возникновения Homo sapiens. Об этом косвенно свидетельствует прежде всего факт неизменности размеров головного мозга человека в указанный период. У наших предков в течение эволюции размеры головного мозга увеличивались: австралопитек – 500–600 см³, питекантроп – до 900 см³, синантроп – до 1000 см³. У современного человека средний размер головного мозга составляет 1400 см³ у мужчин и 1270 см³ у женщин. (Необходимо отметить, что прямой корреляции между величиной головного мозга и индивидуальной одаренностью не наблюдается. Так, А. Франс имел мозг объемом около 1000 см³, в то время как объем мозга И.С. Тургенева составлял 2012 см³).

Определяющим фактором в развитии в настоящее время стала эволюция социальная. Сила естественного отбора в социальном мире все более ослабевает, т.к. социальные институты, здравоохранение постоянно сглаживают влияние индивидуальной биологической изменчивости. Например, снижение в Европе уровня смертности от туберкулеза с 4000 в 1840 г. до 13 человек на 1 млн человек в настоящее время свидетельствует о том, что отбор по сопротивляемости данной болезни по существу прекратился. Это касается и многих других заболеваний. У животных отбор является главным фактором эволюции, у человека роль отбора заключается в сохранении генофонда и сдерживании мутаций, отрицательно влияющих на здоровье человека.

Таким образом, в настоящее время биологическое и социальное выступают как генетически и функционально связанные уровни целостной организации человека. Биологическое, будучи первичным во времени, детерминирует социальное, становится предпосылкой его воспроизведения. В антропогенезе роль биологических факторов была доминирующей. В процессе перехода от антропогенеза к социогенезу определяющая функция переходит к социальному фактору. С возникновением общества происходит окончательное подчинение биологического социальному, что не в коем мере не означает вытеснения и отмены биологического.

Вопрос о будущей судьбе человека как вида на данном уровне развития научного познания не может быть решен однозначно. Высказывается мнение, что вследствие деградации генетической программы развития (генома) существование любого вида конечно. Однако можно надеяться, что развитие разума и социальной организации жизни на Земле позволит человечеству справиться с этой проблемой.