Новоженов В.А. Концепции современного естествознания

Подождите немного. Документ загружается.

307

27. Какова природа самых первых организмов?

28. В чем суть теорий эволюции Ламарка и Дарвина?

29. Каковы современные взгляды на теорию эволюции?

30. Приведите имена ученых, занимавшихся проблемами эво

люции, наследственности, генетики.

31. Какова суть естественного отбора?

32. Что называется геном?

33. Сформулируйте законы Менделя.

34. Какова роль ДНК в живом организме?

35. Что называется изменчивостью?

36. Какова роль мутаций в наследственной изменчивости?

37. Каковы основные течения антидарвинизма?

38. Какова роль РНК в живом организме?

39. Каким образом кодируется последовательность аминокислот

в структуре ДНК?

40. Чем обусловлена изменчивость организмов?

308

Глава 5

ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДМЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

С давних времен многие мыслители пытались понять при-

роду человека. Ее исследовали еще представители различных

школ античной философии. Так, киники видели ее в естествен-

ном образе жизни и в ограничении желаний и материальных по-

требностей; Эпикур - в чувствах, общих у человека и животных;

Сенека и стоики - в разуме и т.д. Современная на ука рас-

сматривает человека как сложную целостную систему, соеди-

няющую в себе природные и социальные компоненты. Это

обусловлено тем, что, с одной стороны, человек принадлежит

природе, а с другой - социальному миру. А в целом он является

предметом изучения различных наук. В нашем сл учае речь

пойдет о человеке как предмете естествознания.

Первый вопрос, на который следует ответить в таком ас-

пекте, заключается в том, как биотический организм, при-

надлежащий к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу

млекопитающих, отряду приматов, семейству гоминид, пре-

вращается в человека - существо не только биотическое, но и

социальное, в создателя и носителя культуры.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

С XIX века в науке господствует вытекающая из теории

Дарвина концепция происхождения человека от высокоразвитых

предков современных обезьян. Эта концепция в XX веке

получила подтверждение данным и генетики, поскольку из всех

животных по генетическому сходству ближе всего к человеку

оказались шимпанзе. Поэтому вопрос о происхождении

человека необходимо начинать рассматривать с определения

сходных и отличительных признаков человека и животных.

Сходство человека с животными состоит в том, что, во-

первых, у них одинаковый вещественный состав, строение

организмов. Человек состоит из тех же белков и нуклеиновых

309

кислот, что и животные, а многие структуры и функции нашего

тела такие же, как у животных. Чем выше на эволюционной

шкале стоит животное, тем больше его сходство с человеком.

Во-вторых, человеческий зародыш проходит в своем развитии

те же стадии, которые прошла эволюция животного. И, в-

третьих, у человека имеются рудиментарные органы, которые

выполняли важные функции у животных и сохранились у

человека, хотя уже не нужны ему.

Однако и отличия человека от животных носят фундамен-

тальный характер. Во-первых, даже высшие животные не об-

ладают способностью к понятийному мышлению, то есть к

формированию отвлеченных, абстрактных представлений о

предметах, в которых обобщены основные свойства конкретных

вещей. Мышление животных, если о таковом вообще можно

говорить, всегда конкретно, а мышление человека может быть

абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятийным,

логическим.

Вторым главным отличием является то, что человек обла-

дает членораздельной речью. Опять-таки, у животных может

быть очень развита система общения с помощью сигналов. Но

только у человека есть то, что И.П. Павлов назвал второй

сигнальной системой -общение с помощью слов. Этим

человеческое общество отличается от сообщества др угих

животных.

Третье фундаментальное отличие человека от животных -

способность к труду. Конечно, все животные что-то делают, а

высшие животные способны к сложным видам деятельности.

Обезьяны, например, используют палки как орудие для доста-

вания плодов. Но только человек способен изготовлять, созда-

вать орудия труда. Именно с этим отличием связано утвержде-

ние, что животные приспосабливаются к окружающей среде, а

человек преобразует ее, и что труд создал человека.

Эти фундаментальные отличия человека от животных: по-

нятийное мышление, речь, труд - стали теми путями, по которым

шло обособление человека от природы.

Рассматривая вопрос о появлении жизни на Земле, мы ус-

тановили, что это стало возможным благодаря грандиозному

скачку материи в эволюции Вселенной. Отмечалось также, что

жизнь на нашей планете появилась в форме примитивной био-

сферы, развитие которой идет от ступени к ст упени, скачкооб-

310

разно переходя в к ачественно новые состояния. В целом при

этом образовывались все более сложные и упорядоченные

формы живого вещества. В истории биосферы бывали зигзаги,

временные остановки прогрессивного развития, но они никогда

не переходили в стадию деградации, поворота движения вспять.

Достаточно взглянуть на перечень важнейших вех в истории

биосферы, чтобы убедиться в этом. После первой глобальной

бифуркации в истории биосферы, какой стало само зарождение

жизни, появились простейшие прокариоты (организмы,

лишенные оформленного ядра). Затем настал черед

значительно более высокоорганизованных эукариотов (все

высшие организмы, клетки которых содержат оформленное

ядро), в том числе и аэробных (кислорододышащих) организмов.

Их появление было связано с большим локальным снижением

энтропии, но ценой этому было уменьшение стабильности

отдельного организма и появление индивидуальной смертности,

закодированной в генетическом аппарате, отсутствующей ранее.

Это стало еще одной точкой бифуркации в развитии биосферы

Земли, как и появление гетеротрофных организмов,

обладающих способностью максимального усвоения энергии,

что, в свою очередь, привело к увеличению эффективности в

использовании внешней энергии и материи, резко

интенсифицировало естественный отбор.

Следующими точками бифуркации стали: появление мно-

гоклеточных организмов и функциональной дифференциации

клеток внутри организмов; появление организмов с твердыми

скелетами, открывшее путь к образованию высших животных;

и, наконец, возникновение у высших животных развитой нерв-

ной системы и формирование мозга как центра сбора, перера-

ботки, хранения информации и управления на ее основе функ-

ционированием и поведением организмов.

Появление разума стало второй фундаментальной бифур-

кацией в истории биосферы. После этого проявилась способ-

ность материи познавать себя, что стало возможным с появ-

нием человека и человечества.

311

Палеоантропологические исследования и открытия по-

следних лет дали дополнительные доказательства того, что

человек своими корнями прочно уходит в биосферу и является

одним из ее многочисленных естественных созданий. Основные

черты строения и эмбрионального развития человека четко

определяют его как вид Ноmо Sарiепs в типе хордовых, подтипе

позвоночных, классе млекопитающих, отряде приматов

подотряде человекообразных обезьян. Вместе с тем, человек

имеет специфические, присущие только ему особенности: пря-

мохождение, мощно развитую мускулатуру нижних конечностей,

сводчатую стопу с сильно развитым первым пальцем,

подвижную кисть руки, позвоночник с четырьмя изгибами,

расположение таза под углом 60 градусов к горизонтали, очень

большой и объемный мозг, крупные размеры мозгового и малые

размеры лицевого черепа, бинок улярное зрени е, ограниченную

плодовитость и некоторые другие.

Ноmо Sарiепs – один из представителей млекопитающих,

относящихся к отряду приматов, к которым принадлежат также

тупайи, долгопяты, лемуры, лорн и обезьяны, в том числе и

человекообразные обезьяны (табл.5.1).

Таблица 5.1

Отряд приматов

Представители

Низшие приматы

(полуобезьяны)

Promisii

Тупайи, лемуры, лори, галаго,

долгопяты

Высшие приматы

(обезьяны) Antropoidea

Обезьяны Американского

континента, в том числе

капуцины, мармозетки;

Обезьяны Азиатского и

Африканского континентов, в

том числе макаки и павианы;

Высшие узконосые обезьяны

(Hominoidea)

Человекообразные обезьяны:

Гиббон, о рангутан, горилла,

шимпанзе;

Люди (Hominidae):

312

Australopithecus (вымерший

предчеловек), Homo erestus,

Homo neanderthensis, Homo

sapiens.

Среди ныне живущих приматов представлены различные

стадии эволюции этой группы – от животных, сходных с

примитивными млекопитающими мелового периода, до крупных

человекообразных обезьян и человека.

Самые характерные признаки приматов связаны с очень

высоким уровнем развития некоторых отделов нервной

системы, особенно тех отделов головного мозга, от которых

зависит разумное повед ение и способность мышц к ловким и

тонким действиям. Такое развитие нервной системы тесно

связано с древесным образом жизни предков приматов и многих

современных форм. Для древесного образа жизни необходимы

ловкость и хорошо развитые органы чувств. Так, животному

особенно необходимо хорошее зрение. У большинства приматов

оба глаза смотрят вперед и поэтому видят одно и тоже: два

налагающихся одно на другое изображения создают объемное

(стереоскопическое зрение).

Лицевая часть черепа в процессе эволюции постепенно

укорачивалась. Укорочение морды сопровождалось

укорочением челюстей и утратой части зубов. У приматов на

всех конечностях имеется по пять пальцев, причем один палец,

пусть в небольшой степени, противопоставляется другим

четырем. Благодаря этому животное может легче удерживать

ветку или пищу. Пальцы заканчиваютс я чувствительными

подушечками и часто снабжены уплощенными ногтями, а не

изогнутыми когтями, как пальцы других млекопитающих.

На ранних стадиях эволюции какая-то по луобезьяна, по виду

напоминающа я мышь, перешла к жизни на деревьях. Ныне

существующие родственники этой полуобезьяны – тупайи –

тоже похожи на мышей или на крыс. Наиболее продвинувшийся

в эволюционном развитии представитель полуобезьян –

индонезийский долгопят, живущий на деревьях и ведущий

ночной образ жизни. У него огромные глаза, полностью

стереоскопическое зрение, пальцы снабжены ног тями, верхняя

губа покрыта волосами, как у высших приматов, лицо подвижное

и выразительное. У высших приматов средством общения

313

служит мимика, что отражает переход к зрению как

доминирующему чувству. У других млекопитающих для обмена

информацией сл ужит обоняние.

Высшие приматы (обезьяны, человекообразные обезьяны,

человек) обладают стереоскопическим цветовым зрением,

округлым черепом и относительно большим хорошо развитым

головным мозгом, благодаря которому они способны научаться

сложным формам поведения. Несмотря на то, что большинство

обезьян при передвижении используют все четыре конечности,

они могут подолгу сидеть вы прямившись. Кроме того, многие

обезьяны могут достаточно долго находиться в вертикальном

положении, когда они перебрасывают тело с ветки на ветку,

цепляясь за них передними конечностями (такой способ

передвижения называется брахиацией). Прямохождение

сыграло огромную роль в эволюции антропоидов, так как оно

освободило передние конечности, что позволило использовать

их для манипуляций с пищей, ухода за детенышами и

выполнению различных других функций.

В настоящее время существует только четыре рода

человекообразных обезьян: гиббон, горилла, орангутан,

шимпанзе. Они по строению и поведению занимают

промежуточное положение между остальными обезьянами и

гоминидами (представителями семейства людей). Гол овной

мозг у человекообразных относительно крупнее, чем у других

обезьян. Кроме того, у них нет хвоста, поэтому они могут сидеть,

выпрямив спину. Человекообразные обезьяны , так же как и

гоминиды, обладают широкой грудной клеткой. Но у обезьян

передние конечности и позвоночник более прис пособлены к

брахиации, нижние конечности специализированы, а клыки и

резцы крупнее и мощнее, чем у гоминид. Гориллы и шимпанзе

много времени проводят на земле. Передвигаясь они опираются

на задние конечности и на костяшки пальцев передних

конечностей, что дает им возможность использовать сами

пальцы для переноски пищи, камней и др.

За несколько последних десятилетий биохимики

разработали методы определения эволюционного родства

организмов на основе сравнения строения их хромосом и

белков. Белки синтезируются в соответствии с “инструкциями”,

заложенными в генах. Чем больше сходства между белками у

представителей двух видов, тем более сходны их генетические

314

карты и тем ближе родство между видами. Белки человека и

белки шимпанзе сходны на 90%. Эти данные, а также сходство в

строении тела и поведении, позволяют считать шимпанзе

самыми близкими родичами человека среди всех из ныне

живущих организмов. Биологи не считают, что человек

произошел непосредственно от шимпанзе. По их мнению, оба

вида произошли от какого-то общего обезьяноподобного предка,

жившего много миллионов лет назад, и их отделяют друг от

друга, вероятно, несколько вымерших видов. Предковая линия,

ведущая к гориллам, отделилась от линии гоминиды шимпанзе

несколько раньше. Еще раньше возникла ветвь, пр иведшая к

орангутанам.

Происхождение человека от обезьян, ведущих древесный

образ жизни, предопределило ряд особенностей его строения,

которые, в свою очередь, явились анатомической основой его

способности к труду и дальнейшей социальной эволюции. Для

животных, обитающих на ветвях деревьев, лазающих и пры-

гающих с помощью хватательных движений, необходимо было

соответствующее строение органов: в кисти первый палец про-

тивопоставлен остальным, развитый плечевой пояс, позво-

ляющий совершать движения с размахом 180 градусов, грудная

клетка становится широкой и уплощенной в спинно-брюшном

направлении. Передвижение на деревьях в самых разных

направлениях с меняющейся скоростью, непрерывно

меняющимися расстояниями, новой ориентировкой и новым

прицелом перед прыжком привело к чрезвычайно высокому

развитию двигательных отделов мозга. Необходимость точного

определения расстояния при прыжках обусловило сближение

глазниц в одной плоскости и появление бинокулярного зрения. В

то же время жизнь на деревьях способствовала ограничению

плодовитости. Уменьшение чис ленности потомства

компенсировалось тщательностью ухода за ним, а жизнь в стаде

обеспечивала защиту от врагов.

Во время ледникового периода обезьянам, не отступившим

к экватору вместе с тропическими лесами и перешедшим к

жизни на земле, пришлось приспосабливаться к новым суровым

условиям и вести тяжел ую борьбу за существование

Беззащитные против хищников, неспособ ные быстро

бегать, настигать добычу или спасаться от врагов, лишенные

густой шерсти, помогающей сохранять тепло, они могли

315

выжить только благодаря стадному образу жизни и

использованию освободившихся от передвижения рук.

Решающим шагом на пути от обезьяны к человеку явилось

прямохождение.

Поскольку нашими ближайшими ныне живущими родичами

являются африканские человекообразные обезьяны, поиски

предполагаемого общего предка этих обезьян и человека

велись главным образом в Африке. В миоцене (25-13 млн лет

назад) многие лесистые области превратились в открытые

степи. По-видимому, в этот период какие-то

обезьяноподобные формы вышли из лесов. У одного

возможного предка гоминид из миоценовых отложений

Африки и Азии обнаружена тенденция к хождению на двух

ногах.

Современная наука о человеке (антропология) располагает

большим фактическим материалом, накопленным в

последарвиновский период. Уже на основе вполне реальных

находок наука продолжает изучение процесса становления

человека.

Как же сегодня выглядит в общем виде схема эволюции от

животных к человеку?

Примерно около 60 миллионов лет тому назад на Земле из

насекомоядных млекопитающих в результате влияния

природной среды и естественного отбора развились

полуобезьяны, которые затем довольно быстро разделились на

две ветви. Одна из них вела к широконосым обезьянам, а

другая — к узконосым. Вторая ветвь и привела в конце концов к

человеку.

Прежде чем рассматривать эволюцию второй ветви,

отметим, что современные человекообразные обезьяны отнюдь

не предки человека, хотя они и появились на Земле раньше

человека (более 30 миллионов лет назад). Человекообразные

тоже пр оизошли от полуобезьян в середине третичного периода

(начало его отстоит от нашего времени приблизительно на 70

миллионов лет). За несколько десятков миллионов лет

полуобезьяны постепенно превратились в древесных обезьян,

из которых в ходе эволюции возникли виды высших

человекоподобных (антропоморфных) обезьян. Одни из

древнейших ант ропоморфных обезьян стали предками

современных шимпанзе и горилл, а другие положили начало

линии, которая привела к человеку.

По многим признакам древнейшие человекоподобные были

316

сходны с современными человекообразными обезьянами, в

особенности с шимпанзе и гориллой. Вместе с тем у них,

однако, имелись и с ущественные отличия. Так, руки

человекоподобных существ были короче, а ноги — длиннее,

чем у современных обезьян; отличались они размерами мозга и

положением клыков.

Важное значение имеют находки, сделанные в городе Эль-

Файюма, расположенном в 20 километрах южнее Каира

(Египет). Из них особенно интересно для ученых животное —

парапитек (предобезьяна) Фраасов. От этого (или от очень

близкого ему) существа и ведет начало ветвь к узконосым

обезьянам. Следующий этап — появл ение проплиопитеков

(предков более развитых обезьян). По сравнению со своими

ближайшими предшественниками они представляют собой

определенный шаг вперед и являются прародителями рода

плиопитековых (более развитых обезьян). Плиопитеки, в свою

очередь, дали начало роду древесных обезьян — дриопитеков.

Под этим названием объединяют большую группу животных,

которые, в отличие от своих предшественников, имели

одинаковую основную схему строения нижних коренных зубов.

Ученые считают, что дриопитеки уже весьма близки к той

форме, от которой впоследствии развились некоторые

современные человекообразные обезьяны и человек.

Когда мы говорим о происхождении дриопитеков и их

дальнейшей эволюции, то имеем в виду, что развитие

человекообразных обезьян на нашей планете шло во многих

местах. Причем, дриопитеки далеко не единственная известная

ученым сегодня ископаемая форма человекообразных обезьян.

Есть и другие подобные находки, например: сивапитек —в

Индии; удабнопитек —в Грузии. А раньше в тропических лесах,

возможно, жили и другие высшие и низшие обезьяны, костные

останки которых наверняка лежат где-то в третичных

отложениях Евразиатского материка. Однако для эволюции

человека и удабнопитек, и сивапитек не имеют такого важного

значения, как дриопитек. Мы упомянули их только потому, чтобы

показать, как трудно было ученым разобраться во всех этих

ответвлениях и выделить основную линию развития человека. И

все же, несмотря на все препятс т вия, наука уже выявила

основные вехи формирования человека из мира животных. Как

это происходило?

Одним из важнейших факторов развития всего живого на

Земле служили изменения природной среды. Особенно сильно

воздействие их сказывалось на сравнительно недавно