Lektsii_po_biologii_Chast_2_3_T_V_Viktorovoy

211

Изоляция препятствует свободному скрещиванию и способствует закреплению различий, возникающих в отдельных частях популяции. Изоляция может быть географической, биологической, социальной. Географическая изоляция обусловлена ландшафтом, климатом и др. факторами. Репродуктивная изоляция подразделяется на сезонную (одни особи размножаются только в мае, другие – в июле), этологическую (поведенческую: танцы журавлей не нравятся курицам), морфологическую (разное строение половых органов), гибридологическую (гибриды имеют измененный хромосомный набор и их потомство нежизнеспособно).

2. Популяционные волны – колебания численности популяции.

Важным фактором эволюции являются популяционные волны. Это явление было открыто Четвериковым в 1905 г. В своей работе «Волны жизни» Четвериков пишет о том, что численность вида нестабильна и подвержена колебаниям. Колебания могут быть вызваны разными причинами, но чаще – климатическими изменениями, катастрофическими природными явлениями (вулканы, наводнения, землятресения). В результате, если колебания отрицательны, может происходить резкое сокращение численности популяции, если колебания положительные, популяция может как волна расширить свое распространение. Такие колебания (флуктуации) носят случайный характер и могут привести к резкому изменению генотипа.

3.Мутации.

4.Генетико-автоматические процессы, в частности, дрейф генов.

5.Естественный отбор.

Естественный отбор отбирает генотипы с низкой жизнеспособностью и избирательно сохраняются те организмы, которые имеют наибольшие шансы оставить потомство.

По конечному результату отбор делится на движущий, стабилизирующий, дезруптивный; по направлению – против гомозигот, против гетерозигот; по точке приложения – индивидуальный и групповой.

Направления эволюции: прогресс и регресс.

Пути достижения эволюционных преобразований:

212

-ароморфоз – основной путь прогрессивной эволюции, это подъем организации с одного уровня на другой, более высокий;

-идиоадаптация – путь узко-приспособительных изменений, не связанных с повышением уровня развития;

-морфофизиологический регресс – упрощение строения в связи с приспособлением к среде обитания.

Доказательства эволюции:

1.Сравнительно-анатомические (рудименты, атавизмы, гомологичные органы).

2.Эмбриологические (закон зародышевого сходства). Зародыши разных групп особей имеют сходство в эмбриональном развитии, причем, черты зародышей, общие для большой группы родственных животных, появляются раньше частных признаков. Т.е. в зародыше вначале возникают признаки, характерные для типа, затем класса, отряда, семейства, роди и вида. На основе зародышевого сходства был постулирован биогенетический закон Геккеля «Онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза».

3.Палеонтологические. Палеонтология – наука об ископаемых останках.

Результаты эволюционного процесса:

*дивергенция (расхождение признаков у одного вида особей),

*конвергенция (появление сходства у особей филогенетически неродственных – например, сходная форма тела акулы (рыбы), ихтиозавра (рептилии) и дельфина (млекопитающего)),

*параллелизм (параллельное развитие родственных организмов, которые могут независимо приобретать сходные признаки).

Закономерности эволюционного процесса

1.К эволюции способны только малоспециализированные особи. Это значит, что из ленточных червей более приспособлены к эволюции более низшие – лентецы, но не тенииды. Более приспособленные и совершенные особи дают тупиковую ветвь.

213

2.Закон необратимости эволюции (рис.7.1). Эволюция идет только в одном направлении, а в обратном – никогда! Эволюция, сопровождающаяся образованием новых видов, называется микроэволюцией. Образование более высоких таксономических единиц (родов, семейств, отрядов, типов) называется макроэволюцией.

Рис. 7.1. Закон необратимости эволюции.

214

Синтетическая теория эволюции (СТЭ)

Современная теория эволюции представляет собой синтез классического дарвинизма с новейшими достижениями генетики. Этот синтез был осуществлен в 40-х гг. 20 в. Значительный вклад сделали ученые Четвериков, Тимофеев – Ресовский, Дубинин и др.

Основные положения СТЭ:

1.Наименьшей элементарной единицей эволюции является популяция – совокупность особей одного вида, которые могут свободно скрещиваться между собой.

2.Основными факторами эволюции являются: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция.

3.Основной движущей силой эволюции является естественный отбор случайных мутаций.

4.Эволюция носит в основном дивергентный характер;

5.Эволюция – постепенный, длительный процесс;

6.В макроэволюции те же движущие силы, что и в микроэволюции.

Принципы молекулярной эволюции

Виды в пределах крупных таксонов (например классов и даже типов) имеют значительное сходство по составу генов и аминокислот (рис. 7.2). Некоторые гены и у человека, и у бактерий обладают высокой степенью сходства, что является аргументом в пользу их эволюционного родства. Но, помимо уникальных генов, в геноме человека очень много повторяющихся последовательностей, в которых мутационные изменения происходят довольно часто. Даже близкородственные виды существенно отличаются как по составу, так и по кратности повторов.

Основой всех эволюционных процессов является изменение структуры и функционирования генома – мутационный процесс. Мутации в уникальных генах во всех нуклеотидных последовательностях возникают приблизительно с одинаковой частотой. Однако вероятность выживания различных мутаций сильно зависит от генетического смысла данной нуклеотидной последовательности: мутации в интронах не оказывают

216

ГЛАВА 8

АНТРОПОГЕНЕЗ. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ АНТРОПОГЕНЕЗА. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА. РАСЫ И РАСОГЕНЕЗ.

АДАПТИВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ ЧЕЛОВЕКА

Антропогенез – это процесс происхождения человека, становления его как биологического вида в рамках социогенеза, т.е. становления общества. В настоящее время эволюция человека идет не столько по биологическим законам, сколько по социальным, т.е. законам развития человеческого общества.

Антропогенез является объектом изучения науки антропогенетики. Главная задача антропогенетики заключается в изучении биосоциальной сущности человека, поскольку из всех видов на Земле человек характеризуется не только биологической сущностью, но и социальной.

Человек, как часть живой природы, занимает определенное место в многообразии животного мира. Одной из главных задач антропогенетики является доказательство биологического происхождения человека на основе анализа его сходства с другими животными.

Общность человека с животным миром подразумевает следующее:

1.Сходство общего плана строения: наличие скелета с парными конечностями, позвоночником, наличие ЦНС трубчатой формы с развитым головным мозгом, наличие др. осевых органов (пищеварительная трубка).

2.Наличие гомологичных органов – органы, одинаковые по происхождению и по функциональной значимости (уши, рот, глаза, сердце и т.д.).

3.Наличие рудиментов – органов, утративших на этапах эволюции свое былое основное назначение, но сохранившиеся у человека (н-р: ушные мышцы, зубы мудрости, аппендикс, мышцы волосяных фолликулов и т.д.).

4.Наличие атавизмов – особенно сильно развитые рудименты, напоминающие особенности строения предков. В отличие от рудиментов, атавизмы не выполняют никакой функции, появляются

217

Рис.8.1. Эволюционное древо человека и человекообразных обезьян.

218

редко, как отклонения от нормального эмбрионального развития (н-р: хвост у человека, волосатость, многососковость и т.д.).

5.Сходство эмбриональных стадий человека и других хордовых животных.

6.Сходство белков, антигенов и генетического аппарата.

Среди всех живущих видов на Земле наибольшее генетическое сходство имеется между человеком и человекообразными обезьянами (рис. 8.1), но их ни в коем случае нельзя считать предками человека – на эволюционном древе это совершенно другая ветвь.

Помимо элементов сходства имеются принципиальные различия человека от других животных. Совокупность отличительных признаков человека от других животных называется гоминидной триадой. Существуют две группы гоминидных триад:

1.Морфологическая: 1) Абсолютное прямохождение, 2) развитие кисти,

3)развитие головного мозга.

2.Психосоциальная: 1) абстрактное мышление, 2) членораздельная речь,

3)трудовая деятельность.

Этапы антропогенеза

Выделяют 4 основных этапа антропогенеза (рис. 8.2).

I этап – 7 млн – 1 млн. лет. Формирование предшественников человека – проантропы (предлюди). К ним относятся австралопитеки (A.africanus –

тупиковая ветвь, A.afarensis – предок Homo habilis). Австралопитеки (южные обезьяны, человек умелый) обитали на территории Южной Африки. Для них характерным было переход к прямохождению (строение скелета) и всеядность (строение зубов). Морфологическая характеристика: вес – 25-65 кг, рост – 120150 см, мозг – 450-500 г (близок к шимпанзе). Homo habilis – мозг 750 г. (существование речи), умели делать галечные орудия и палками или камнями забивали зверей.

II этап – 1 млн. – 100 тыс. лет. Древнейшие люди – архантропы. Представитель – Homo erectus – человек выпрямленный. Мозг – 800-1000 г.,

рост – 160 см. Характеризовались способностью изготовлять орудия труда. Из районов Южной Африки начали расселяться в Азию, Европу. Появились особенность внешнего вида, связанные с особенностями природноклиматических условий обитания. Образовались изолированные формы:

1) питекантроп – Азия (о.Ява)

220

2)синантроп – Азия (Китай)

3)Гейдельберский человек (Европа)

4)Атлантроп – Алжир

5)Телантроп - Юж. Африка

6)Одловайский питекантроп – Зап. Африка.

III этап – 100 тыс. – 25 тыс. лет. Формирование древних людей – палеантропы. Во Франции на оз. Сан-Сезан найдены останки

H.s.neandertales. – неандерталец. Рост – 165 см, мозг – 1500 г. Его роль в происхождении современного человека оспаривается. Возможно, параллельно существовала другая ветвь, давшая начало неоантропам – человеку разумному. Согласно другой версии неандертальцы подразделились на 2 группы: поздние – имели звероподобный вид, жили небольшими группами, дали тупиковую ветвь, и ранние – образовывали общины и были предками человека разумного.

IV этап – 25 тыс. лет до наст. Вр. – Современные люди – неоантропы. Кроманьонец - человек разумный, предок H.s.sapiens. Характерно развитие речи, коллективный труд, изготовление более совершенных орудий труда.

Свозникновение человека современного физического типа роль биологических факторов в его эволюции свелась к минимуму, уступив место социальной эволюции. Об этом свидетельствует отсутствие существенных различий между ископаемым человеком, жившим 30-25 тыс. лет назад, и нашим современником.

Этапы эволюции человека

1.Древнейший – 7-1 млн. лет назад. Происхождение рода Homo. Эволюция чисто биологическая.

2.Эволюция рода Homo до возникновения H.s.sapiens – 1 млн. – 25 тыс. лет. На этом этапе подключается действие социального фактора.

3.Эволюция современного человека – 25 тыс лет до наст. Вр. В эволюции доминирует социальный фактор.

Методы изучения эволюции человека

Изучение I этапа проводят методами палеонтологии (изучение ископаемых останков) и сравнительной анатомии. Для изучения эволюции на II этапе присоединяются методы археологии, т.к. на II этапе появляются первые элементы материальной культура (орудия труда, наскальные рисунки, жилища).