Človeštvo živi na Zemlji že približno 300 milijonov let in se ves čas svojega obstoja nenehno spreminja. Ljudje, ki danes živijo na Zemlji, predstavniki vrste Homo sapiens, so se pojavili razmeroma nedavno - pred 200 in 50 tisoč leti. Oni so se, za razliko od drugih humanoidnih primatov, odpravili iz afriške džungle v savane na dveh nogah, se naučili govoriti, izdelovati orodja in si organizirati življenje.
O tem, zakaj je v procesu evolucije človek postal pokončen, kljub dejstvu, da je v pogojih našega planeta nenaravno, kako se bo človeško telo spremenilo v pogojih življenja na Marsu, kakšne preobrazbe ga čakajo v prihodnosti in zakaj drugi planeti ljudje ne kolonizirajo več, Dopisnica RIA Novosti Irina Alshaeva na predvečer stoletnice Oddelka za antropologijo Biološke fakultete Moskovske državne univerze. Lomonosovu je povedal izredni profesor katedre za antropologijo kandidat bioloških znanosti Stanislav Drobyshevsky. - Katera znanstvena dejstva potrjujejo pravilnost določb dela "O izvoru vrst" ustanovitelja teorije evolucije Charlesa Darwina? Ali se sodobna znanstvena skupnost strinja z njegovimi sklepi ali obstajajo nasprotniki tez, ki jih je predstavil Darwin?
- Ni znanstvenikov, ki bi trdili z Darwinovo teorijo. Vendar Darwinova teorija in moderna evolucijska teorija nista isto. Darwin je izrazil svoje domneve o evolucijskem razvoju vrst sredi 19. stoletja, njegova sredina pa se je do sredine 20. stoletja spremenila v sintetično teorijo. Od sredine dvajsetega stoletja mineva 70 let, Darwinova teorija se razvija, ko znanstveniki opravljajo nova odkritja.
Osnovno načelo Darwinove teorije je koncept naravne selekcije. Nato ji je dodal še teorijo o spolni selekciji. Izbor v Darwinovem razumevanju je bil diferenciran prenos lastnosti posameznikov na naslednjo generacijo. O genih ni rekel ničesar, saj tega še ni bilo.
V 30. letih dvajsetega stoletja se je pojavila populacijska genetika, nato molekularna genetika. Znanstveniki so do 50. in 60. let prejšnjega stoletja ugotovili, kako delujejo geni. Potem je postalo jasno, kaj točno se prenaša iz roda v rod - prenašajo se različice strukture DNK.
Pozneje se je ta koncept zapletel, vendar je njegovo bistvo ostalo enako - vsa živa bitja imajo dedne informacije, se spreminjajo in z večjo ali manjšo verjetnostjo prenašajo na naslednje generacije, odvisno od ustreznosti okolja, včasih pa tudi po naključju. Posledično se potomci po daljšem obdobju tako bistveno razlikujejo od prednikov, da jih imenujemo druge vrste, rodovi in družine.
Noben biolog danes ne trdi z nobenim od korakov v tej verigi. Polemika zadeva super dele. Znanstveniki na primer trdijo o tem, kaj je v evoluciji bolj pomembno - možnost ali vzorec. Toda ti spori ne gre za koncept na splošno, temveč za posebne situacije.
V 60. letih prejšnjega stoletja je genetik Theodosius Dobrzhansky dejal, da "nič v biologiji nima smisla izven teorije evolucije". Vsa biološka dejstva se brez svoje zavezujoče sile spremenijo v niz dejstev in nič več. Le teorija evolucije pojasnjuje logiko in razloge za nenehne spremembe v razvoju vrst.
Glede na to, kakšna je napovedna vrednost teorije evolucije? Kako lahko znanstveniki v prihodnosti uporabljajo znanje o njegovih procesih?
Promocijski video:
- Napovedna vrednost teorije evolucije je, da če vemo, kako so se v preteklosti odvijali biološki procesi in kaj je vodilo do tega, lahko napovemo, kaj se bo zgodilo v prihodnosti. Dober primer je uporaba tega znanja v procesu gojenja novih sort kmetijskih rastlin. A v glavnem je to znanje potrebno za delo na področju genskega inženiringa, ki je prihodnost človeštva. Gensko inženiring nam omogoča, da "preusmerimo" potrebne gene in pridobimo lastnosti posameznika, ki jih potrebujemo, in to ne v prihodnosti, ampak veliko hitreje.
Znanstveniki so se naučili spreminjati pridelke in hrano na genetski ravni. Naslednji korak je genetska sprememba človeka samega. Zdaj so po vsem svetu takšni poskusi prepovedani, kitajski znanstveniki pa so napovedali rojstvo otroka, katerega genom je bil spremenjen tako, da ne more zboleti za aidsom.
To je vsekakor znanstveni preboj. Toda težava s takšnimi manipulacijami s človeškim genomom je, da se javne organizacije, zlasti verske, upirajo tem poskusom. Toda kljub tem protestom bo genetski inženiring v bližnji prihodnosti postal del našega življenja. Navsezadnje si človeštvo postavlja cilj preživetja, ob nenadzorovanem razmnoževanju in izčrpavanju naravnih virov pa to ni mogoče.
Antropolog Stanislav Drobyshevsky prikazuje odsek lobanje Homo naledija v primerjavi s človeško lobanjo. Arhivska fotografija. RIA Novosti / Sergej Pjatakov.
Že smo v stanju izumrtja, koristni viri Zemlje upadajo, vrhovi proizvodnje premoga in nafte so že minili. Problem svetovne populacije je mogoče rešiti na različne načine, tudi z genskim inženiringom. Očitno je, da se bo uporabljal.
V nasprotnem primeru se bo človeštvo spet znašlo v srednjem veku. V naslednjih 300 letih bo človeštvo sežgalo ves premog in nafto ter se razgradilo. V načinu srednjega veka bo lahko obstajal v nedogled, vendar pa se bo življenjska doba zmanjšala na 30 let, raven pa bo močno padla. Toda na primer malo ljudi bo imelo težave s srčno-žilnim sistemom, saj ljudje preprosto ne bodo mogli preživeti do starosti bolezni, povezanih z njim.
Katere vrste živih bitij so prehodne od preprostih organizmov do človeka? Koliko je bila raziskana njegova evolucijska veriga?
- Vse te prehodne oblike so paleontologija. Vsa fosilna bitja so bodisi slepe veje - če so izumrle, bodisi so rodile potomce, ki živijo zdaj. Vsako fosilno bitje je vmesna vez naših prednikov do nas. Trenutno so bile najdene vse prehodne oblike od prvih hordeta do človeka.
Seveda obstajajo obdobja, v katerih ni ali je malo paleontoloških najdb, ker niso preživele vse geološke plasti in tudi vse živali, vendar so bile najdene glavne faze.
Človeška evolucija je bila raziskana bolje kot evolucija drugih bitij. Obstaja subtilna točka - znanstveniki na splošno razumejo, iz katerih skupin mezozojskih sesalcev so nastali, vendar iz katerih vrst ni jasno. Poznamo skupine prednikov sodobnega človeka - to so primitivne posteljice.
Na primer, od pikaje (primitivne horde živali) so bili njeni fosili najdeni v srednjih kambrijskih sedimentih, starih 530 milijonov let, v skrilavcu Burgess (Kanada) - ur.), Pri nas pa je to neposredno zaporedje. Ob poti je bilo milijon podružnic, vključno z zaporedjem do desmana ali kopače. Izkazalo se je, da je koper na primer bližje kuščarju in človek bližje desmanu, vendar imata tako človek kot koper veliko prednikov iz te lancelete.
Na kateri stopnji evolucije je danes človek kot biološka vrsta? Kateri organi in sistemi človeškega telesa so v procesu evolucije izginili, kaj se pojavlja?
- Človek je šele na naslednji stopnji evolucije, končala se bo z njegovim izginotjem. Zdaj smo nekakšna faza vrst, kakršne so bile na primer avstralopiteki pred štirimi milijoni let. Potem so bili krona ustvarjanja hominidov, zdaj pa so vmesna faza. Takšna faza smo tudi med Heidelberškim človekom, ki je živel v Evropi pred 700-345 tisoč leti, in ljudmi prihodnosti.
Mi smo v primerjavi s predniki veliko izgubili v svoji anatomski strukturi, vprašanje pa je - v primerjavi s kakšnimi predniki? Z ribami je človek izgubil škrge, čeprav je naša trapezijska mišica branhialna mišica. V primerjavi s prvimi primati so ljudje izgubili rep, vendar imamo še vedno hrbtenico - vsaka oseba ima štiri vretence, ki se končajo v hrbtenici. Obstajajo tudi repne mišice, teoretično jih lahko celo mahnete.
Lobanja heidelberškega moškega, ki je živel v Evropi pred 700-345 tisoč leti, se hrani na oddelku za antropologijo biološke fakultete Moskovske državne univerze. Lomonosov.
Naša glavna pridobitev so veliki možgani, ki jih imamo zdaj več kot kateri koli od naših prednikov, razen neandertalcev in kro-magoncev. V zadnjih sedmih milijonih let je velikost človeških možganov narasla 4,5-krat - s 300 na 13500 kubičnih centimetrov. Toda v zadnjih 25 tisoč letih se je zmanjšalo za 5%. Možgani se spreminjajo s hitrostjo 1 kilograma v sedmih milijonih let, to je 140 gramov v milijon letih. Med obstojem sapiensa se možgani izsušijo - 3 grame na tisoč let, kar je 20-krat hitreje od prejšnjega povečanja.
Pridobili smo velike telesne velikosti - v preteklosti od primatov ni bilo nikogar večjega od nas. V zadnjih sedmih milijonih let se je velikost človeškega telesa povečala približno en in pol do dvakrat - z 1 na 1,7 metra. Pridobili smo tudi oprijemljivo roko, a izgubili oprijemljivo stopalo kot pri primatih. Oseba je pridobila kompleks pokončne hoje s spremljajočimi težavami s hrbtenico in trebušno votlino - ker se je telo nenadoma spremenilo iz vodoravnega položaja v navpičnega, so bile mišice in kosti neugodno preurejene.
Kaj je potem razlog za tako nelogično človeško potrebo po pokončni hoji?
- Človek je stal pokonci tri milijone let. Pred 15 in 10 milijoni let so se naši predniki preklopili na vertikalno plezanje po drevesih. V pokončnem položaju so se začeli premikati po vejah, saj so bile pred tem velike mačke, ki so pokvarile življenje njihovih prednikov.
Opice, ki bežijo pred njimi, so začele hitreje skakati in rep se jim je podaljšal. In velike opice so se povečale v velikosti. Postali so težji in niso mogli skakati - zato so izgubili rep. Z veliko telesno težo se je bilo neprijetno premikati po vejah na štirino. Prikladno je - v tem primeru spodnje okončine naslonite na veje in se z njimi držite z zgornjimi udi. Tako je bilo telo naših prednikov preoblikovano v pokončni položaj, medtem ko je bilo še vedno v drevesih.
Potem, pred desetimi in sedmimi milijoni let, ko so se gozdovi v Afriki spremenili v savane, so velike opice skoraj izginile, tisti, ki so ostali, pa so šli v savane. Toda tu spet ne govorimo o točno določeni opici - govorimo o verigi vrst, ki so tri milijone let izstopile na odprta ozemlja.
Mimogrede, človek hodi na dveh nogah približno štiri milijone let, sama hoja in prilagajanje nanjo so različne stvari. Še vedno negotovo hodimo na dveh nogah. Pademo, a v naravi - pri drugih vrstah - to ni. Toda navpično plezanje je preoblikovalo naše telo, tako da bi bil vrnitev v vodoravno večji problem kot bivanje na dveh nogah. To je bil plus za naše prednike, ki so živeli v Afriki. Njihova površina za ogrevanje telesa se je zmanjšala, pojavila se je psihološka prednost pred plenilci in začeli so se ukvarjati z orodjarskimi dejavnostmi - izdelovanjem orodij.
Če so človekovi predniki začeli izdelovati orodja, to pomeni, da imajo miselno dejavnost, ki vključuje razvoj govora. Kako so se možgani razvijali, na primer, svoj govorni center?
- Naš govorni center ima dednost, ti geni so danes izolirani, vendar jih polovica ni znana znanosti. Govorni aparat ni povezan le z možgani, vključuje tudi grk, hrbtenico, spodnjo čeljust in temporalno kost. Poleg tega ni dovolj govoriti - treba je slišati govor, zato je razvoj govornega centra pri ljudeh pomenil razvoj slušnih organov. Te spremembe opazimo v fosilnih ostankih. Govorni aparat se začne oblikovati v habilisu - spretni osebi (Homo habilis - ur.). Pri preučevanju možganov naših prednikov je velika težava, saj možgani seveda niso ohranjeni. Vendar pa se študije tega organa izvajajo na odlitkih z notranje površine lobanje. Pokažejo olajšanje na mestu, kjer se nahaja govorni center pri sodobni osebi. Avstralopitek ga ni imel, Habilis pasapiens zgladi, ker se poveča njihov čelni reženj - torej so začeli ne samo govoriti, ampak tudi razmišljati. Zaključek je nedvoumen - tako možgani kot sposobnost govora o naših prednikih sta se nedvoumno razvijali.
Kako se bo človek spremenil v pogojih kolonizacije, na primer Marsa?
- Odvisno je od tega, kakšne začetne pogoje lahko tam ustvarijo ljudje. Če jim bo s kakšnim čudežem uspelo razmnožiti ravno kopenske na Marsu, potem se oseba ne bo veliko spremenila. Mutacije pa so neizogibne. V pogojih popolne izolacije od Zemlje se bodo ljudje, ki bodo na Marsu ustvarili kolonijo, lahko spremenili v novo vrsto - Marsovce. Toda najverjetneje ne bo mogoče reproducirati popolnoma prizemnih življenjskih pogojev na drugem planetu. Potem bodo spremembe v človeškem telesu odvisne od pogojev planeta - sevanja, gravitacije, magnetnih polj.
Da pa se bodo zemljani popolnoma spremenili v Marsovce, se morajo genetske spremembe kopičiti skozi generacije in ljudje morajo tam živeti zelo dolgo. Dolga je generacija 25 let, zato je potrebnih tisoč let življenja prebivalcev Marsa. Znano je, da se rase oblikujejo v štiri tisoč letih - torej toliko, kolikor je potrebno, da se predniki razlikujejo od potomcev. Na ravni vrst bo to trajalo 50.000 do 200.000 let. Tako je potrebno, da ti ljudje živijo na Marsu 50 tisoč let brez stika s zemljani.
Težko si je predstavljati, da so tisočletja ljudje na drugem planetu živeli v popolni izolaciji od Zemlje in se uspešno razmnoževali. Kar zadeva začetno število Marsovih kolonizatorjev, bo dovolj nekaj deset.
Na Zemlji obstajajo plemena, ki živijo v majhnem številu. To so andamski aborigini, ki živijo na Andamanskih otokih v Indijskem oceanu s številom 200 ljudi, in Sentinelijci, ki živijo na otoku Severni Sentinel. Ta plemena se izogibajo stikov s tujci, vendar to ne vodi v njihovo degeneriranje.
Ali jih incest tudi prizadene?
- Incest ne povzroči nezaželenih posledic pri potomstvu, če starši nimajo škodljivih recesivnih mutacij. Škoda incesta je, da recesivni gen prehaja v homozigoto. Če pa ta recesivni gen ni prisoten ali ni škodljiv, potem lahko povezani posamezniki križajo.
Kakšno vlogo igra genetski inženiring pri kolonizaciji drugih planetov?
- Ključ. Danes ljudje poznamo populacijsko genetiko in mutacije. S pomočjo tehnologij genskega inženiringa bodo ljudje lahko dobesedno odpravili svoje pomanjkljivosti - s tem, ko bodo »vijačili« potrebne gene glede na potrebe svojega okolja, bodo lahko svoje lastnosti popravili v smeri, ki jo potrebujejo. Zdaj se gensko inženiring razvija veliko hitreje kot tehnologija, ki vam omogoča letenje na Mars. Genom lahko uredimo, vendar do Marsa še nismo prišli. Zato bo z genskim inženiringom, ko bo izdelana vesoljska ladja, ki je sposobna izročiti ljudi na Mars, že zelo daleč.
Če človek pride v druge svetove, da bi preživel v njih, se bo moral spremeniti. Na primer, na Marsu v naši sodobni telesni lupini ne bomo mogli obstajati, saj so tam potrebni drugi zunanji in notranji organi, zato si bodo ljudje ustvarili sami v skladu s potrebnimi potrebami. Najverjetneje drugi planeti ljudje niso več kolonizirani.
Kako znanstveni in tehnični proces vpliva na človekovo evolucijo?
- Ker je stari človek začel izdelovati orodja, je oblikoval tako imenovani delovni kompleks krtače. Tu se pravzaprav končajo biološke spremembe človeka, povezane z razvojem napredka. Toda čopič se je spremenil, ker je preživetje vrste neposredno bilo odvisno od izdelave in uporabe orodij.
Pozno znanstveni in tehnološki napredek skoraj ni vplival na našo anatomijo. Namesto tega je vplival na fiziologijo. Na primer, velika količina rastlinske hrane, ki jo človek uživa že od neandertalskih časov, je privedla do mutacij, ki pomagajo našim telesom, da bolje razgradijo škrob. A to so manjši predujmi.
Dejstvo je, da je znanstveni in tehnološki proces zelo hiter, biološki napredek pa traja sto milijonov let. Da bi znanstveni in tehnološki proces lahko vplival na našo biologijo, je potrebno, da njegovi dosežki ne puščajo naših življenj sto let zapored. Toda hitro se spremeni.
Lahko rečemo, da danes - če govorimo o prebivalcih velikih mest - živimo v razmerah, ki so za nas nenaravne. Vsak prebivalec metropole, ko gre na ulico, doživi stres, saj mora človek po svoji naravi živeti obkrožen z družino od pet do dvajset ljudi in poznati vse skozi celo življenje. Če vidi neznanca, potem sta na ravni nagonov možni dve možnosti -, da se poročita z njim ali ga ubijeta. Divji časi so končani, novih pa se nismo prilagodili.
Kako naj bi človek predvidoma izgledal v bližnji - po bioloških standardih - prihodnosti?
- Takoj obetati spremembe v našem videzu je razumljiva. Če analiziramo, kaj se je zgodilo z našimi predniki, postane jasno, da bodo izginili naši tretji kutnji - modrostni zobje, pa tudi nekateri drugi zobje - otroci se že rodijo brez drugega sekalca in brez očkov.
Pri sodobnih ljudeh so modrostni zobje običajno majhni, zrastejo med drugim krtinam in naraščajočo vejo spodnje čeljusti, kar njihovim lastnikom povzroča veliko težav. Pogosto zgornji in spodnji tretji kutnji nista v stiku. Od tega se ne samočistijo, zato se hitro pokvarijo.
Toda pri mnogih starodavnih ljudeh so bili tretji molarji največji in najpomembnejši zobje, za njimi pa do vzhajajoče veje se je razprostiral velik prostor. Zato naši predniki zaradi teh zob niso samo imeli težav, ampak so bili odvisni tudi od njih. S prehodom na visokokalorično mesno hrano in s pojavom orodja je velikost zob postala manj pomembna. Ti zobje so se začeli zmanjševati in pred dvema milijonoma let se je začel proces njihovega izginotja.
Torej so med zgodnjo Homo našli ostanke posameznika s prirojeno odsotnostjo desnega spodnjega tretjega mola, na čeljusti iz Chenjiaoja, starega pol milijona let, pa ni več dveh modrostnih zob. Zdaj se ta možnost nahaja pri skoraj večini ljudi. Vendar so pri nekaterih tretji kutki še vedno največji zobje. Zdaj je človek kot vrsta v aktivnem evolucijskem prehodu. Minilo bo nekaj sto tisoč let, drugi molarji pa se bodo imenovali modrostni zobje.
Glave ljudi postajajo bolj okrogle in manjše. Vendar se lahko ta trend ustavi in vrne nazaj, kot se dogaja zdaj v Angliji. Astenizacija traja zadnjih 150 let - ljudje postajajo vitkejši in višji. Astenski tip telesa je za naše vrste naraven. Povezan je s tem, da smo se naučili živeti kot v tropih - s pomočjo ogrevanja in toplih stvari, na ozadju katerih našem telesu ni treba pridobivati teže, da bi se zaščitilo pred mrazom.
Iz notranjih organov je priloga prvi kandidat za izginotje. V prihodnosti bodisi popolnoma izgine, bodisi se bo spremenil v žlezo. Kar zadeva noge, so metamorfoze v stopalu neizogibne - nedvoumno se preoblikuje, saj je slabo prilagojena za pokončno hojo. Težko je natančno povedati, kako bo videti, saj v preteklosti ni bilo dvonožnih pokončnih bitij, zato za primerjavo nimamo precedensov. Najverjetneje bodo mišice stopala zamenjali z ligamentnim aparatom, samo stopalo pa bo videti kot slon. Stopalo bo postalo manjše, pridobilo bo maščobno blazinico in njegovi loki bodo izginili, saj jih ne potrebujemo. Iz istega razloga bosta fibula in vonj izginili.
Portret naših potomcev ni ravno privlačen
- Tudi z vidika Avstralopiteka nisi preveč privlačen. Privlačnost je subjektiven pojem. Na primer z vidika dvoživk smo na splošno nekaj nepredstavljivega. Predstavljajte si, kako v njenem razumevanju izgledajo lasje. Eno je, ko je koža gladka, vlažna, sijoča in z strupnimi žlezami, in drugo, ko iz nje nekaj škrlatno štrli.
Naše stanje za nas je v našem dojemanju edino privlačno, medtem ko se nam zdijo druge možnosti videza - naši predniki ali potomci nekaj nepredstavljivega.
