Общая экология

Важно то, что в зависимость от совершенства внутренней организации капель одни из них могут расти быстро, тогда как другие, находясь в той же среде, замедлены в своем росте или подвергаются распаду. Таким образом, на модели коацерватных капель А.И Опарину и его сотрудникам удалось экспериментально показать предбиологический отбор, т.е. зачатки естественного отбора, который в дальнейшем явился движущей силой всего эволюционного процесса.

Исследования Опарина подтверждены другими учеными. Это «пузырьки» Гольдейкера, «микросферы» Фокса, «джейвану» Бахадура. «пробионты» Эгами и многие другие.

4 этап. Возникновение матричного синтеза.

Грань, отделяющая преджизнь от жизни - возникновение матричного синтеза. До этого момента существовали индивидуумы, с появлением матричного синтеза можно говорить о популяциях.

Синтез белков претерпевал эволюционные изменения.

Изначально сборка белков шла на РНК, находящихся в цитоплазме клеток. Это самый простой способ, но при нем не гарантировалось равномерное деление информации между дочерними клетками, т.е. часть признаков могла исчезнуть из популяции.

Более прогрессивный способ возник с появлением ДНК. ДНК были более устойчивыми молекулами, поскольку имели двуцепочечное строение. На первом этапе РНК и ДНК конкурировали и возможно эволюция пошла по дивергентному пути. ДНК стала специализироваться на самовоспроизведении, РНК - синтезе белков. ДНК обосновалась в ядре, РНК - в цитоплазме. Образовались 2 системы синтеза:

- синтез полипептидов - относительно не точный;

- синтез белков - очень точный.

Постепенно возникла система генетического кода, когда триплет нуклеотидов кодировал аминокислоту. С появлением примитивного генетического аппарата обладавшие им протоклетки смогли передавать всем своим потомкам способность синтезировать специфические полипептиды. Образующиеся из них линии давали семейства родственных протоклеток с наследуемыми свойствами, которые подвергались естественному отбору.

Первые живые организмы были гетеротрофными и использовали готовые органические вещества первичного бульона. Автотрофы скорее всего произошли от гетеротрофов на следующем этапе эволюции. Причиной явилось уменьшение количества готовых органических веществ в первичном бульоне, т.к. увеличилось количество протобионтов, а позднее первых живых организмов. Это обострило конкуренцию преимущество стали иметь живые организмы, использующие альтернативные источники энергии. Таким неисчерпаемым источником энергии стал солнечный свет. Сначала это была ультрафиолетовая часть спектра, позднее, с появлением кислорода, в атмосфере начал формироваться озоновый экран - препятствие для ультрафиолетового излучения и преимущество получили организмы, имеющие катализаторы, позволяющие использовать видимую часть спектра для осуществления окислительно-восстановительных реакций. Возник фотосинтез. Это привело к еще большему увеличению содержания кислорода в атмосфере и возникновению процесса дыхания. Накопление кислорода в атмосфере также привело к окончанию абиогенного синтеза.

2.2.11 Главные этапы биохимической эволюции живых организмов

Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия внешних (аллогенных) - геологических и климатических и внутренних (автогенных) - обусловленных живым компонентом, т.е. абиотических и биотических факторов. Благодаря действию и взаимодействию этих факторов сформировалось биологическое разнообразие на внутривидовом, межвидовом и биосферном уровнях. Именно разнообразие экосистем, составляющих биосферу является условием ее устойчивости.

Данные космохимии метеоритов и астероидов свидетельствуют о том, что образование органических соединений в Солнечной системе на ранних стадиях ее развития было типичным и массовым явлением (Войткевич, Вронский, 1996).

Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями, образовавшимися из органических веществ, синтезированных абиогенно под действием мощного ультрафиолетового излучения в отсутствии кислорода (и озонового слоя). Они могли существовать только в воде, защищающей простейших от ультрафиолетового излучения. Питались они, по-видимому, органическими веществами, образованными космическим синтезом. Таким образом, древнейшая биосфера возникла в гидросфере, существовала в ее пределах и являлась гетеротрофной. Под воздействием закона «всюдности жизни» организмы стали осуществлять экспансию в различные области обитания. Однако созидающая и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов - цианобактерий и синезеленых (прокариотов) около 3,5 млрд. лет назад. 1,5 - 2 млрд. лет назад произошел мощный популяционный взрыв автотрофных водорослей, что привело к избытку в воде кислорода и выделению его в атмосферу. Произошел переход восстановительной атмосферы в кислородную, что способствовало развитию эукариотических организмов и появлению многоклеточности около 1,4 млрд. лет назад, а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов). Это имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность автотрофных организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.

В начале кембрийского периода, примерно 600 млн. лет назад, содержание кислорода в атмосфере достигло 0,6%, а затем произошел еще один эволюционный взрыв - появились новые формы жизни - губки, кораллы, черви, моллюски. Уже к середине палеозоя содержание кислорода впервые стало близко к современному. Появилась возможность выхода жизни на сушу. Несмотря на обилие автотрофов, в конце палеозоя, примерно 300 млн. лет назад, содержание кислорода в атмосфере упало до 5% от современного и повысилось содержание углекислого газа. Это привело к изменению климата, снижению интенсивности процессов размножения животных, и как следствие бурному накоплению массы органических веществ, сто создало запасы ископаемого топлива (каменный уголь, нефть). Затем содержание кислорода снова стало повышаться и с середины мелового периода, примерно 100 млн. лет назад, отношение О₂/СО₂ близко к современному, хоть и испытывает колебания в определенных пределах.

Дальнейшее развитие животных и растений, после выхода на сушу, привело к заселению материков, возникновению таких крупных наземных животных, как динозавры, появлению млекопитающих и, наконец, человека.

В.И. Вернадский сформулировал идеи эволюции биосферы следующим образом:

Вначале сформировалась литосфера - предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше - биосфера.

В течение всей геологический истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

Живые организмы - главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (Вернадский 1934г).

Грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

Таким образом, основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества. Ю. Одум (1975) считает, что «с экологической точки зрения эволюцию биосферы, по-видимому, можно сравнить с гетеротрофной сукцессией, за которой последовал автотрофный режим». Но до сих пор, несмотря на 4 млрд. лет эволюции, таксономический состав систем еще не стабилизировался. Биоразнообразие экосферы продолжает совершенствоваться за счет большого резерва в эволюции сообществ. На этом уровне ведущая роль принадлежит сопряженной эволюции (коэволюции) и групповому отбору.

Эволюция биосферы и ее основных составляющих. (по Ф. Рамаду, 1981)

Время, число лет	Геологическая эпоха	Биосфера	Литосфера	Гидросфера	Атмосфера
5х109 4,5х109	Ранний архей		Формирование Солнечной системы. Наиболее древние породы	Конденсация океана	Свободный кислород отсутствует
3х109 2х109	Докембрий	Первые бактерии Первые организмы, способные к фотосинтезу	Вулканизм	Появление кислорода из оксидов железа	Содержание кислорода составляет 1% современного значения. Образование озонового слоя
7х108 5х108 - 2,25х 108	Палеозойская эра	Появление многоклеточных Появление сосудистых растений и насекомых	Оледенение Сахары. Образование каменноугольных отложений	Увеличение объема океана	Содержание кислорода составляет 3 - 10% от современного
108 - 7х107	Мезозойская эра	Появление млекопитающих Появление покрытосеменных растений	Вулканизм Отложение мела и гипса в осадочных породах		Содержание кислорода увеличивается
5х107 2х107 107 106	Кайнозойская эра Эоцен Олигоцен Миоцен Плиоцен Четвертичный период	Появление злаковых Увеличение видового разнообразия млекопитающих. Первые приматы по линии антропоидов. Первый из известных человекообразн. Оледенение	Образование бурого угля. Вулканизм	Уровень моря на 120 м ниже современного	Процентное содержание кислорода близко к современному Содержание кислорода близко к современному.

2.2.12 Основные тенденции эволюции биосферы. Роль человека в эволюции биосферы. Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере

У.чение В.И. Вернадского о ноосфере, т.е. сфере разума, стало венцом его научного творчества.

Ноосфера («ноо» - разум, «сфера разума», «мыслящая оболочка») - высшая стадия развития биосферы. Это сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития (БСЭ, т.18, с.103).

Понятие «ноосфера» впервые появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. В.И. Вернадский выявил геологическую роль жизни, живого вещества в планетарных процессах, в создании и развитии биосферы и всего разнообразия живых существ в ней. Среди этих существ он выделил человека как мощную геологическую силу. Эта сила способна оказывать влияние способна оказывать влияние на ход биогеохимических и других процессов в охваченной ее воздействием среде Земли и околоземном пространстве (пока «ближайший Космос). Вся эта среда весьма активно изменяется человеком благодаря его труду. Он способен перестроить ее согласно своим потребностям, изменить фактически ту биосферу, которая сложилась в процессе эволюции.

В.И. Вернадский писал, что становление ноосферы «есть не случайное явление на нашей планете», «создание свободного разума», «человеческого гения», а «природное явление, резко материально проявляющееся в своих следствиях в окружающей человека среде» (Размышления натуралиста, 1975). Иными словами, ноосфера - среда, окружающая человека, в которой природные процессы обмена веществ и энергии контролируются обществом.

Человек, по мнению Вернадского, является частью биосферы, ее «определенной функцией». Подчеркивая тесную связь человека и природы, он допускал, что предпосылки возникновения человеческого разума имели место еще во времена животных, предшественников Homo sapiens и проявление его началось миллионы лет назад, в конце третичного периода. Но как новая геологическая сила смог проявить себя только человек.

Воздействие человеческого общества как единого целого на природу по своему характеру резко отличается от воздействия других форм живого вещества. В.И. Вернадский писал: «Раньше организмы влияли на историю тех атомов, которые были нужны им для роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и создания цивилизованных форм жизни», что и изменило «вечный бег геохимических циклов» (Размышления натуралиста. Кн. 2, 1977). Вернадский считал, что «геологически мы переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, меняющего коренным образом и ее облик, и ее строение, - ноосферы».

Анализируя представления В.И. Вернадского о ноосфере, Э.В. Гирусов (1986) высказал мнение, что ломка развития человеческой деятельности должна идти не вопреки, а в унисон с организованностью биосферы, ибо человечество, образуя ноосферу, всеми своими корнями связано с биосферой. Ноосфера - естественное и необходимое следствие человеческих усилий. Это преобразованная людьми биосфера в соответствии с познанными и освоенными законами ее строения и развития. Рассматривая такое развитие биосферы в ноосферу с позиций системного подхода, можно заключить, что ноосфера - это новое состояние некоторой глобальной суперсистемы как совокупности трех мощных подсистем: «человек», «производство» и «природа», как трех взаимосвязанных элементов при активной роли подсистемы «человек» (Прудников, 1990).

Становление ноосферы, по Вернадскому, процесс длительный, но ряд ученых считает, что человечество уже вступило в период ноосферы, хотя многие считают, что пока об этом говорить рано, так как то, что сейчас происходит во взаимодействии человека и прирды, трудно увязать с наступлением эпохи разума. Тем не менее прогресс человеческого разума и научной мысли ноосферы налицо. Человечество вышло за пределы биосферы Земли, в Космос и глубины литосферы (сверхглубокая Кольская скважина). По мнению многих ученых - ноосфера в будущем станет областью Солнечной системы. «Биосфера перейдет так или иначе, рано или поздно в ноосферу. На определенном этапе развития человек вынужден взять на себя ответственность за дальнейшую эволюцию планеты, иначе у него не будет будущего», - утверждал В.И. Вернадский.

ГЛОБАЛЬНЫЕ, РЕГИОНАЛЬНЫЕ И ЛОКАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ

3.1 Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия

3.1.1 Антропогенез

Антропогенез - процесс исторического развития человека, того вида, к которому принадлежим все мы. Антропогенез это еще и раздел науки о человека - антропологии, изучающей эволюцию человека.

У многих племен Африки имелись предания о происхождении человека от обезьян. (По другим поверьям, обезьяны, наоборот произошли от ленивых людей, сбежавших в лес, чтобы их не заставляли работать.) Самых близких к нам обезьян - шимпанзе, горилл, орангутана - вообще называли не обезьянами, а «лесными людьми» (орангутан - по малайски - лесной человек). В восточных религиях (индуизме, буддизме) обезьяны занимают почетное место и являются героями многих мифов.

Иное положение сложилось в западных религиях (особенно в христианстве), где обезьяны - порождение дьявола, воплощение скверны. Поэтому, говорить о родстве человека и обезьяны почиталось богохульством.

Тем не менее много выдающихся ученых, начиная с Аристотеля писали в своих трудах о близком родстве человека с обезьянами. Об этом высказывались Кант, Дидро, Геккель, Гексли. Латинское «имя» человеку дал основатель научной систематики К. Линней - Homo sapiens. Он же в своей «Системе природы» в 10-м издании описал в роде Homo (человек), кроме H. sapiens (человек разумный), виды H. silvestris (человек лесной) и H. troglodites (человек пещерный), под которыми подразумевал, по-видимому, шимпанзе и орангутана. И это несмотря на то, что гориллу описали лишь в 1847г., а ближайший к человеку вид - карликовый шимпанзе бонобо был выделен лишь в 1933г.

К. Линней говорил лишь о сходстве, но не о родстве. Ж.-Б. Ламарк в начале 19 в. в труде «Философия зоологии» высказал предположение о родстве человека и орангутана, сопроводив его оговоркой: «Вот каким могло бы быть происхождение человека, если бы оно не было иным». Но, по сути, это была первая стройная теория происхождения человека.

Ценное в работах Ламарка:

Понятие о естественном процессе становления человека;

Идея становления от обезьяны;

Идея последовательного приобретения человеческих свойств.

Однако основоположником симиальной теории антропогенеза по праву признан Чарльз Дарвин. В 1859 г. Ч. Дарвин в своем труде «Происхождение видов путем естественного отбора» отметил, что «свет будет пролит на происхождение человека и его историю». В 1871г. вышла в свет книга Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор».

В 1 главе - доказательство происхождения человека от более низших форм (сходство строения тела, сходство зародышевого развития, наличие рудиментов и атавизмов)

2 глава - рассматривается действие среды на организмы, в том числе на человека. Говортся, что человек - есть результат действия среды, рассматривается роль упражнения органов. Это дань ламаркизму, но Дарвин делает вывод, что ведущим фактором эволюции является естественный отбор.

3, 4 главы - посвящены сравнению умственных способностей человека и животных. Дарвин считал, что в них нет качественных отличаев, но сейчас ученые считают это заблуждением.

Т.о. Дарвин:

Дал убедительные доказательства происхождения человека от более низших форм;

Указал родство человека и человекообразных обезьян;

Показал роль различных факторов и прежде всего е.о. в происхождении человека.

Во времена Дарвина, да и сейчас, дарвиновская теория антропогенеза признавалась далеко не всеми. В 1925г. в США состоялся «Обезьяний процесс» по повод введения в курс школьной программы дарвиновского учения.

За последние 100 лет после Дарвина антропогенез усиленно развивался, но до сих пор в этом вопросе есть белые пятна. Значительные открытия принесла вторая половина 20-го века. Для этого имелось 3 причины.

1. Массовые раскопки, особенно в Экваториальной Африке. Открытие множества костей древних обезьян и древних людей.

2. Разработка надежных методов определения возраста горных пород (а значит и находящихся в них костей), основанные на анализе радиоактивных изотопов. В результате оказалось, что человеческий род древнее на сотни тысяч лет, чем предполагалось.

3. Разработка методов молекулярной генетики, обосновывающих родство человека и обезьян.

Согласно наиболее распространенной сейчас классификации, систематическое положение человека таково:

Тип хордовые (Chordata)

П/тип черепные (Vertebrata)

Класс млекопитающие или звери (Mammalia)

Подкласс Настоящие звери (Theria)

Отряд приматы (Primates) (в настоящее время включает более 200 видов полуобезьян (лемуры, долгопяты, тупайи) и обезьян.

П/отряд человекоподобные или высшие приматы (Anthropoidea) к которым относятся широконосые обезьяны Нового Света: игрунки, капуцины, каллимико и узконосые обезьяны Старого Света

Секция узконосые, обезьяны Старого Света (Catarrhina) - включает: собакоподобные или церкопитекоиды: макаки, павианы, колобусы, лангуры, носачи и т.д. и гоминоиды

Надсемейство гоминоиды, человекоподобные приматы (Hominoidea) (В это же надсемейство входят семейства гиббоны (2 вида из юго-восточной Азии), человекообразные обезьяны (гориллы, орангутанги, шимпанзе) и люди);

Сем. Люди (Hominidae) (ныне живущие 1 род, 1 вид) - главная отличительная черта - двуногость;

Род человек (Homo);

Вид человек разумный (Homo sapiens).

Считается, что наиболее близки к семейству людей африканские шимпанзе, карликовый шимпанзе - билобо, горилла, а также орангутан, ныне живущих на островах Индонезии, но раньше обитавший и в Южном Китае, а возможно и в Индии. О родстве человека с человекообразными обезьянами говорит следующие факты:

Высокое развитие головного мозга (хоть масса его в 2-3 раза меньше, чем у человека).

Диплоидное число хромосом (2n) у обезьян - 48, у человека - 46, т.е. различие в хромосомах обусловлено единственной транслокацией. Хромосома 2 человека образована слиянием 2-х хромосом, гомологичных таковым у шимпанзе.

Методы дифференциальной окраски хромосом выявили удивительную близость поперечной исчерченности хромосом человека и человекоподобных обезьян.

Группы крови у человека и обезьян очень близки, некоторые тождественны.

Резус фактор также имеется и у человека и у обезьян.

Многие белки человека и шимпанзе (например, гормон роста) взаимозаменимы.

Отличительные признаки человека:

Речь, обусловленная:

развитием речевого аппарата;

развитием речевых центров коры головного мозга;

Наличие культуры:

образ жизни;

орудия труда;

техника изготовления орудий труда, украшений и т.д.

Передвижение на 2-х ногах. Человека отличает биомеханика движений - большие шаги. Такой широкий шаг можно осуществить только с помощью сложной работы мышц и всего локомоторного аппарата.

Развитие руки:

рука человека может осуществлять тонкие операции и в то же время она очень сильная.

большой палец руки противопоставлен, т.о. обеспечивается захват. У человека и обезьян различный индекс захвата (отношение длинны большого пальца к длине указательного у шимпанзе - 43, у человека - 63);

Большой по размерам и округлый по форме головной мозг (свыше 1400 см³).

Зубы невелики, более или менее одинаковы, располагаются дугообразно, клыки незначительно выступают (или не выступают) над уровнем остальных зубов.

Экологическое наследие человека двойственно. Самые ранние предки человека жили на деревьях и были похожи на современных лемуров, более поздние - на земле. Эти две стадии дополнили друг друга.

Предки приматов выделились в отряд в палеоцене. Их возраст датируется 65 млн лет т.е. в конце мелового периода, завершающего мезозой. В это время происходит массовое вымирание рептилий, долгое время господствовавших на нашей планете. В результате этого события на Земле (на суше и в воде) высвободилось большое количество экологических ниш, ранее занятых динозаврами. Эти ниши стали активно заполняться млекопитающими. В результате адаптивной радиации признаки близкородственных групп конвергентно расходились, возникали новые виды, роды, семейства и отряды животных, одним из которых и стали приматы.

Древние лемурообразные предки человека найдены в эоценовых слоях на востоке Алжира (возраст около - 40млн лет).

По месту находки эту обезьяну назвали Биретией.

Приобретения от древнего периода:

подвижность и ловкость рук и ног;

появление противопоставленного большого пальца;

замена острых когтей плоскими ногтями (увеличение в связи с этим чувствительности подушечек на пальцах);

укорочение морды (часть головы от глаз до кончика носа) - связана с ослаблением роли обоняния;

изменение положения глаз - не по бокам, а спереди, а следовательно, появление бинокулярного зрения;

более крупный мозг;

примитивная морфология коренных зубов.

Эпоха олигоцена - 25-35 млн. лет назад. На территории Африки, в Египте, на Аравийском полуострове найдены остатки узконосых обезьян, которые были похожи на современных человекоподобных обезьян. Это были еще низшие обезьяны. Считают, что таких человекоподобных было несколько групп:

.египтопитеки (питек - около) - дали начало высшим и некоторым низшим обезьянам

пролиптеопитеки - некоторые ученые считают, что именно они дали начало ветви, приведшей к возникновению человека.

проконсул - также возможный предок человека.

Их объединяют в группу парапитеки (Parapiteki).

Считается, что парапитеки дали начало группе дриопитеков, обитателей миоцена. Их останки обнаружены на территории Европы. Многие ученые считают дриопитеков предками человека и человекообразных обезьян - горилл и шимпанзе.

Для эпохи миоцена характерны бурные горообразовательные процессы, появление равнин, долин, открытых пространств, покрытых высокой травянистой растительностью. Бурно развивались тропические леса.

Среди дриопитеков существовало несколько разновидностей, но узкая специализация отсутствовала.

У дриопитековых были качества, позволившие им успешно эволюционировать:

· высокое развитие центральной нервной системы,

· хорошее цветное бинокулярное зрение;

· более или менее вертикальное положение тела, брахиация, т.е. лазанье с опорой на нижние конечности;

· хватательные конечности - не только передние, но и задние.

Дриопитеки, давшие начало человекообразным, питались фруктами, в отличие от другой группы, продолжившей питаться листьями и давших начало церкопитекоидам (собакоподобным). Доказательством этому служит строение коренных зубов. У дриопитеков 5 округлых бугорков, разделенных У-образной бороздой, так называемый «узор дриопитека». Помимо формы зубов, гоминоидов отличает от низших узконосых обезьян отсутствие хвоста, более короткое по отношению к конечностям, плоское и широкое туловище, специфическое строение плечевого сочленения, обеспечивающее большую подвижность верхней конечности.

Выделяют несколько групп дриопитеков:

гигантопитеков (крупные гориллы), обнаружены в Китае, Индии. Вероятно это была тупиковая ветвь эволюции, пошедшая по пути узкой специализации;

ориопитеков, напоминали массивных шимпанзе - тупиковая ветвь эволюции, пошедшая по пути узкой специализации;

рамопитеки - обнаружены в Восточной Африке, Китае. Найден не весь скелет, а челюсти, зубы человеческого типа, расположенные подковообразно. Жили 12-14 млн. лет назад. Именно они по мнению некоторых ученых могли дать направление на человека, другие считают, что рамопитеки стоят у основания ветви, ведущей к орангутангу;

сивапитек - обнаружены в Индии;

кениапитеки - обитали в Кении около 14 млн лет назад. Наиболее вероятный предок человека.

Почти нет сомнений, что появились гоминоиды в Африке и почти 10 млн. лет их история оставалась связанной с этим континентом. В среднем миоцене между Европой и Азией установилась сухопутная перемычка (16 - 17 млн. л.н.) и ареал гоминидов расширился, включив территорию юга Европы и Азии (12 - 15 млн. л.н.). В Азии они сохранились и по сей день (орангутанги, гиббоны, сиаманги), а в Европе из-за более жесткого климата вымерли на рубеже 7 млн. л.н. Продолжение развития гоминид и выделение гоминидной линии, ведущей к человеку, продолжалось в Африке.

Все дриопитековые вымерли 9 млн. лет назад, но по видимому они дали начало современным человекообразным обезьянам и ветви, приведший к возникновению человека.

Далее следует большой разрыв в данных. Пока не обнаружено никаких останков. Более поздние останки датируются 6 млн. лет назад. Останков возможных предшественников человека несколько. Это рамидус, оррорин, сахельантроп, австралопитеки (австралопитек - южная обезьяна).

В 1994г. были описаны остатки скелета, найденного на местонахождении Арамис в Эфиопии в геологическом слое, датированном 4,4 млн. л.н. Этот род и вид гоминид получил наименование ардипитек рамидус (Ardipithecus ramidus). Некоторые антропологи считают, что эта ветвь привела к возникновению шимпанзе. В конце 90-х гг. новые находки позволили выделить особый подвид рамидуса, получивший название кадабба, возраст которого превышает 5 млн.л.

В 2000г. на местонахождениях на западе Кении были найдены остатки скелета, датированные временем 6 млн.л.н., что позволило выделить новый род и вид вероятных далеких предков человека, названых ороррин тугененсис (Orrorin tugenensis), что на языке одного из местных племен означает «первый человек».

В 2001 - 2002 гг. на местонахождении в центральноафриканской пустыне Джураб были найдены остатки еще одного гоминида, жившиго примерно 6 млн. л.н., или даже несколько раньше. Этому существу дали имя сахельантроп чадский (Sahelanthropus tchadensis).

Около 4 млн. л.н. на эволюционной арене появляется новое действующее лицо - австралопитеки. Термин австралопитеки ввел в науку первооткрыватель - английский анатом Р. Дарт, нашедший в 1924г. на территории ЮАР череп шестилетнего детеныша этой обезьяны. Обнаружены в Африке: ЮАР, Эфиопии, Танзании, Кении. В настоящее время известно уже 8 видов австралопитеков. Эти приматы жили в эпоху, когда тропические леса в Африке стали отступать на север, их место занимали сухие степи и саванны с высокой растительностью. Австралопитеки покинули леса, вышли на открытые пространства, где в изобилии водились хищники: львы, леопарды, саблезубые тигры. Это двуногие организмы, передвигающиеся в выпрямленном положении (таз австралопитеков по строению похож на человеческий и обеспечивал совершенную двуногую походку.). Это позволило высвободить руку - орган защиты, нападения, трудовой деятельности, имели маленькие клыки, которые не являлись орудиями нападения. Т.о., вероятно, рука была развита и, возможно, они могли пользоваться камнем, палкой. Вероятно уже на стадии австралопитеков начался процесс потери шерсти. Объем мозга до 600 см³ - это еще мозг обезьяны.

Образ жизни - обитали на границе леса и открытых пространств, вблизи воды. Жили группами, ходили на 2-х ногах, хорошо бегали, были охотниками (добыча - крысы, зайцы). Сами были объектами охоты лис, леопардов. Возможно умели защищаться камнем, палкой. Речи не было, но предполагают, что были отдельные звуки, жесты, мимика. Вероятно была тенденция к образованию семейных пар, возможно было разделение труда; жили в пещерах, спали на деревьях в укрытиях из веток. Найдены останки более 400 особей. Австралопитеки разделялись на 2 группы - массивные и грацильные.

Обезьяны массивных форм, скорее всего растительноядные, названы были зинджантропами. Объем их черепа - 750 см³. Это мозг человекообразной обезьяны. Скорее всего они пошли по пути узкой специализации вымерли.

В 1960г. в более ранних слоях находят останки существа, названного презинджантропом - по древнему названию Танзании. В 1959 - 60гг. в пещере Олдувай в Танзании (Центральная Африка) английские ученые М. Лики и Л. Лики нашли остатки черепа и кости конечностей взрослого существа. Затем были обнаружены еще несколько находок. Главное отличие этих находок, что представители данного вида могли изготавливать самые простые орудия, ударом камня об камень создавали режущий край. Рядом были найдены остатки орудий, которыми пользовались существа. Эту культуру назвали Олдованской или олдовайской, а также галечной, а примитивные орудия труда - ударники - чопперами (сечками). Их трудно отличить от естественных камней, скорее всего они изготовлялись на 1 раз. Найдены кольца из крупных камней в местах стоянок - вероятно это фундаменты жилищ. К этому же периоду относятся первые попытки овладения огнем. Грацильных австралопитеков признают наидревнейшим человеком - Человек умелый (Homo habilis).

Homo habilis - граница человечества. Она проходит на линии 2,5 млн. лет назад, некоторые ученые считают - 3 млн. лет назад. Австралопитеки - предлюди, давшие начало ветви людей. Признаки человека у грацильных австралопитеков:

двуногие существа;

строение таза близко к человеческому, что обеспечивает двуногую походку;

нога по строению близка к человеческой;

строение кисти (это еще не человек, но уже и не обезьяна, индекс захвата больше, чем у современных человекообразных обезьян, но меньше, чем у человека), концы пальцев уплощены;

мозг от 600 см³ до 680 см³ , формируется подобный человеческому узор борозд, появляются хорошо заметные выпуклости в тех местах коры, где у людей находятся речевые центры (поле Брока и поле Вернике).

На 7 конгрессе антропологов грацильного австралопитека выделили в вид человек умелый, т.к. он умел использовать примитивные каменные орудия труда. Т.о. австралопитек - первая ступень эволюции собственно человека. Этот период ознаменовал начало палеолита (древнего каменного века).

Находки 1998 - 1999гг. в Кении, датированные возрастом 3,5 млн. л.н. послужили основанием для выделения еще одного рода гоминид, сосуществовавших с австралопитеками и имеющими низкую степень выступания нижней части лицевого скелета. Этот род назвали кениантропом (Kenyanthropus).

Современной науке известно, что примерно 1,8 млн. лет назад от вида человек умелый Homo habilis отделился новый вид - Homo ergaster (человек трудящийся), более близкий к современному человеку, хоть и имеющий некоторые архаичные анатомические черты. Вид этот развился в Африке, на территориях нынешних Кении и Эфиопии. В 1983г. в Кении (район Нариокотоме) был найден почти полный скелет представителя этой стадии эволюции. Древность подростка из Нариокотоме - 1,6 млн. лет.

Наиболее поздние костные остатки человека умелого датируются 1,7 млн. л.н. Примерно тогда же пояляются первые представители рода человек прямоходящий (Homo erectus). Эта смена приходится на начало ледникового периода. Это следующий этап - древнейшие люди (архантропы). Еще в 19 в. Э Геккель выдвинул гипотезу о наличии связующего звена между человеком и его далекими предками, назвав это недостающее тогда звено, питекантропом. В 1891г. на острове Ява, на берегу реки Соло, голландским врачом, биологом, убежденным дарвинистом Э Дюбуа были обнаружены остатки черепной коробки (черепная крышка), зубов, бедренной кости, сочетающие признаки человека и обезьяны. Объем мозга - 900 см³ (у некоторых находок в Венгрии до 1300-1400). Этих существ назвали питекантропам (обезьяночеловек). Всех архантропов относят к 1 виду. Положение тела у этого существа было вертикальное, походка человеческого типа, поэтому вид назвали Homo erectus - человек прямоходящий. Останки датируются 0,5 млн. лет назад. Более поздние находки увеличили возраст неандертальцев. На территории Юго-Восточной Азии и Китая нашли останки древнейшего человека, названные синантропом, датированные 1,7 млн. лет назад. К древнейшим людям относят и гейдельбергского человека, названного так по месту находки челюсти (близ Гейдельберга, Германия). Человек этот жил около 500 тыс. лет назад. Новые открытия позволяют отнести к данной группе останки особей, найденные испанскими антропологами на холмах Атапуэрка, близ Гран-Долины (Испания) в 1994г. Они выделили по данным останкам новый вид - человек предшествующий - Homo antecessor. Возраст находок 780 тыс. лет.

Древнейший человек дал начало древнему человеку - палеоантропу или неандертальцу (Homo neandertalicus). Скорее всего это произошло в какой-то популяции центрально- и североафриканских архантропов. Первый череп человека этого вида был найден в 1848г. в Гибралтаре, но находка осталась незамеченной. В 1856году в долине Неандерталь близ Дюссельдорфа рабочие нашли в карьере необычный скелет. Сначала его приняли за останки пещерного медведя, которые часто попадаются в тех местах, но учитель местной сельской школы опознал их как человеческие и отправил находку в музей. Научная общественность долго не признавала принадлежность скелета древнему человеку. Лишь в 1863г. английский антрополог Уильям Кинг установил большую древность этой находки и дал ей имя Homo neandertalicus - человек неандертальский.

Неандертальцы сохранили много обезьяньих черт: массивные челюсти без подбородочного выступа, мощные надбровные дуги, узкий, покатый лоб. Но на этой стадии произошли существенные изменения в образе жизни - из собирателя и ловца мелких животных человек превратился в охотника на крупную дичь, возникли коллективные, облавные охоты, применялся огонь, существенно улучшилась техника выделки каменных орудий, возникли чоппинги или бифасы - камни, заостренные с обеих сторон и ручные рубила. Возможно на этой стадии возникает еще один признак людей - речь, язык, что было связано с лучшим развитием коры больших полушарий и переключением речевых рефлексов из подкорковой лимбической зоны в кору.

Они пережили 2 оледенения. Вели коллективную охоту, пользовались огнем, имели орудия труда. Неандертальские стоянки изобилуют каменными орудиями труда, в основном кремниевыми. Это различные скребла, остроконечники, относящиеся к Мустьерской культуре (30-50 тыс. лет назад) - по месту первой находки. Во Франции в ряде мест она сменилась более совершенной культурой - шательперрон. Видимо тогда были изобретены копье с каменным наконечником и меховая одежда. На стенах пещер иногда встречаются пятна природной охры, что можно рассматривать как зачатки живописи. Неандертальцы хоронили своих родичей, а значит у них уже были зачатки верований, обряды. Обнаружены захоронения, вокруг которых найдены пыльца, семена цветов, которые не могли расти в 1 месте. Были обнаружены кости калек, следовательно была забота о детях, стариках и немощных. Объем мозга большой - 1400 -1600 см³.

Не все находки одинаковы. Выделяют 2 типа:

Классические - покатый лоб, скошенная нижняя челюсть, широкий нос. Скорее всего они пошли по пути узкой специализации вымерли.

Сапиентные - сходство с человеком разумным не только внешнее, но и по поведению. Именно они по некоторым представлениям дали начало следующей эволюционной ступени - неоантропам - кроманьонцам. Возник подвид Homo sapiens sapiens. Это произошло 38-40 тыс. лет назад. По другим представлениям, Кроманьонцы и неандертальцы - две ветви так называемых «архаичных сапиенсов», появившихся на Земле более 500 тыс. лет назад - скорее всего в Африке и расселившихся оттуда в две волны в Европу и Азию. Именно поэтому стоянки неандертальцев и кроманьонцев датируются иногда одним временем. Более того, часто они располагались рядом. Предполагают, что постепенно кроманьонцы вытеснили неандертальцев. По другой версии, эти виды могли скрещиваться и давать потомство, продолжившее эволюцию человека.

Жили неантропы в эпоху верхнего палеолита. Первой научно исследованной находкой человека современного типа был обезглавленный скелет, найденный в Уэльсе (Англия) в 1823г.. Это было погребение: покойника посыпали охрой, впоследствии осевшей на костях. Скелет сочли женским и нарекли «красной леди». Спустя 100 лет установили мужскую принадлежность скелета. Но наиболее известны более поздние находки (1868г.) в гроте Кро-Маньон (Франция), по которым всех древних людей и называют кроманьонцами.

Они были высокого (170-180 см.) роста, с крупными чертами лица. По развитию в.н.д. они практически не отличались от нас. В России стоянки древних людей находили до широты Владимира.

Расселение человека.

Таким образом, родина современного человека Африка (Эфиопия, Танзания, Кения). Он появился приблизительно3,5 млн. лет назад. Отсюда человек расселился двумя волнами на юг Африки (ЮАР) и через Грузию в Европу, Юго-Восточную Азию, Индию и Китай. Направление миграции через Грузию подтверждают сделанные в 2002г. находки трех черепов и трех челюстей группой ученых из Америки, Испании и Швейцарии под руководством члена Грузинской АН Давида Лордкипанидзе.

Первая волна датируется 1,7-1,5 млн. лет назад, вторая 150-80 тыс. лет назад. Из Юго-Восточной Азии человек распространился по островам Океании, в Японию (30 тыс. лет назад), Австралию (60 тыс. лет назад), на остров Тайвань(30 тыс. лет назад). Из Китая (возможно) на север Азии, и в Америку(30-13 тыс. лет назад). Из Европы также шло расселение в Америку (30-13 тыс. лет назад).

Современная эволюция человека.

Существует несколько точек зрения на эволюцию современного человека.

1 точка зрения - естественный отбор на человека не распространяется.

2 - человек - биологическое существо, которое подчиняется социальным законам.

В настоящее время существует несколько общепринятых постулатов.

Человека характеризует набор генов - это особь популяции.

С другой стороны человек - личность, продукт воспитания.

На человека действует физическая среда, но она действует очень медленно и движущий отбор в применении к человеку практически не действует в обозримый период. Начиная с кроманьонца человек практически не изменился. Подвидов и новых видов не образовалось.

На человека действует социальная среда, действует очень быстро. Адаптации человека на современном этапе - это социальные адаптации.

Специфика эволюции человека.

Человек - пока единственный вид осознавший себя.

Человек обладает универсальной адаптацией по сравнению с животными. Это приобретение культуры. Эта адаптация дает выход в новую адаптивную зону. Человек начинает жить в культурной среде. Культура - это весь труд и духовный опыт людей, передающийся от поколения поколению.

3.1.2 Расогенез

В каждой популяции можно найти людей, отличающихся по антропоморфным показателям. Это индивидуальная изменчивость. Признаки рас характеризуют не отдельного человека, а некую общность людей, связанную с определенным районом обитания. Изменчивость человека подчиняется экологическим законам. Н: узкая глазная щель - защита от песчаных и пылевых бурь в пустынных районах и снега, слепящего отраженного от него солнца на севере; черная кожа - защита от ультрафиолета (обжечь ее можно только дозой ультрофиолета в 10 раз большей, чем белую кожу); черная кожа имеет больше потовых желез - защита от перегрева, курчавые волосы создают естественный шлем, предохраняющий от перегрева. Экологические причины вызвали появление сходных признаков у людей живущих в сходных условиях. Н: большой слой подкожного жира у людей, живущих в экстремальных условиях; узкая глазная щель у монголоидов и жителей крайнего севера, маленький рост у жителей тропических влажных джунглей, при дефиците микроэлементов. По всему тропическому поясу распространены популяции людей с аллелями аномальных гемоглобинов, в гомозиготном состоянии приводящие к анемии, но в гетерозиготном состоянии обеспечивающие иммунитет к малярии.

Общеизвестны 3 основные расы: европеоидная, монголоидная, негроидная (их еще иногда называют стволами.

Европеоиды - волнистые или прямые волосы, часто светлые. Светлая кожа. У мужчин обычно сильно растут усы и борода, лицо узкое с выступающим носом (профилированное), ширина носа невелика, ноздри параллельны друг другу. Глаза расположены горизонтально, складка верхнего века отсутствует или развита слабо. Челюстная часть лица не выступает вперед (ортогнатный череп). Губы обычно тонкие.

Сформировались в Европе и Передней Азии.

Монголоиды - жесткие, прямые, темные волосы. Кожа с желтоватым оттенком, борода и усы растут слабее, чем у европеоидов. Лицо широкое, уплощенное, скулы сильно выступают, нос уплощен, ноздри расположены под углом друг к другу. Глаза узкие, внешний угол выше внутреннего (раскосость). Верхнее веко у типичных монголоидов закрыто кожной складкой, порой до самых ресниц, имеется эпикантус (складка во внутреннем крае глаза, прикрывающая слезный бугорок). Губы средние по толщине.

Сформировалась в Азии.

Негроиды - курчавые черные волосы, очень темная кожа, карие глаза. Борода и усы у мужчин растут слабо. Лицо узкое, низкое, нос широкий. Глаза широко открыты, складка верхнего века развита слабо, эпикантус у взрослых обычно отсутствует. Характерно выступание челюстной части лица (прогнатный череп). Губы толстые, нередко вздутые.

Сформировалась в Африке.

Однако из этих групп выпадают по признакам американские индейцы и австралийцы.

Первых иногда относят к монголоидам по традиции. Но у них профилированное лицо, а эпикантус редок. Поэтому сейчас их часто выделяют как отдельную расу америнидов.

Жители Австралии и близлежащих островов темнокожи, но волосы не курчавые, а волнистые, борода и усы растут обильно, а по составу крови, они ближе к монголоидам, чем к негроидам. Поэтому выделяют и австралоидов.

Эти пять рас или стволом подразделяют на много группировок. Н: южане европиоиды среднего роста, темноволосы, имеют карие глаза, а северяне - светловолосые, голубоглазые или сероглазые, высокие. Среди негроидов известны самые маленькие люди земли - пигмеи бассейна реки Конго (141 см. в среднем у взрослых мужчин) и самые высокие, живущие у озера Чад (182см). То же можно сказать и о других расах. Поэтому антропологи выделяют несколько десятков рас второго и третьего порядков. Есть и группировки с переходными признаками, так называемые контактные группы. Например, в России 45 млн. населения относятся к переходному европеоидно-монголоидному типу. По сути дела сейчас практически нет «чистых» рас.

Основные расы возникли очень давно, на заре образования кроманьонца (теория моноцентризма), а возможно и раньше (теория полицентризма). Генетические методы позволяют сделать вывод, что общий предок всех рас жил примерно 90-92 тыс. лет назад. Тогда произошло разделение 2-х стволов: большого монголоидного, включая америнидов и европеоидно-негроидного, включая австралоидов. Австралийцы проникли на материк около 50 тыс. л.н. и скорее всего они сохранили больше черт общего предка. Разделение европеоидов и негроидов произошло около 40 тыс. л.н.

От монголоидов в 3 волны миграции (16-40 тыс. л.н., 12-14 и 9 тыс. л.н.) возникли америниды. Мигранты первой волны проникли в Южную Америку.

Сейчас наиболее признанной считается теория моноцентризма. Но проблема моноцентроизма-полицентризма не единственная в антроплогии. Важно понять причины расогенеза и его механизм.

Существуют 2 основных механизма изменения генного состава (генофонда) популяции - естественный отбор и генетико-автоматические процессы (дрейф генов). Отбор сохраняет и распространяет в популяции приспособительные, адаптивные признаки, дрейф генов в малых популяциях может закрепить признаки нейтральные, не повышающие и не понижающие в данных условиях вероятность оставить потомство.

Человечество изменяется и сейчас. Особенно заметны процессы грацилизации и акселерации. Грацилизация - снижение общей массивности скелета - связана в основном с тем, что человек все меньше занимается физической, мускульной работой. Акселерация - ускорение развития всего организма. У грудных детей раньше удваивается масса, на год раньше, чем в прошлом веке молочные зубы сменяются на постоянные, за последние 100 лет 14-16-летние подростки стали выше на 15-16 см. все эти процессы идут параллельно у представителей разных рас. Сами расы постепенно теряют характерные для них наборы признаков в связи со скрещиванием представителей разных рас, изолируемостью от внешней среды в условиях городской жизни. Расовые признаки перестают быть адаптивными, отбор мало действует. В перспективе, ожидаемо слияние всех рас в единую.

3.1.3 Коэволюционный характер развития пррироды и общества на современном этапа развития биосферы

Сопряженная эволюция (коэволюция) на внутривидовом и межвидовом уровнях характеризуется тем, что при ней обмен генетической информацией минимален. На уровне сообществ можно рассматривать селективные воздействия между группами организмов, находящихся в экологическом взаимодействии: растения и растительноядные животные, крупные организмы и мелкие симбионты, паразит - хозяин, хищник - жертва и т.д.

Учение Вернадского о ноосфере позволило ряду ученых допустить в дальнейшем такой ход событий в эволюции биосферы как коэволюцию между человеческим обществом и природной средой, в результате чего и возникнет ноосфера, но это будет происходить благодаря «новым формам действия живого вещества на обмен атомов живого вещества с косной материей». Вернадский считал, что «геологически мы переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, меняющего коренным образом и ее облик, и ее строение - ноосферы».

3.1.4 Экологические кризисы и катастрофы в истории человечества

С позиций самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных качественных изменений. Но в процессе его протекания возникают и накапливаются противоречия, в конечном счете приводящие систему в крайне неустойчивое состояние. Долго пребывать в таком состоянии система не может. Так, появление человека в биосфере стало началом новой эры. На ранних стадиях развития цивилизации воздействие человека на биосферу было практически незаметным. Этот период и был началом эволюционного развития биосферы в условиях новой эры. Но постепенно человек своей деятельностью начал видоизменять флору и фауну планеты, изменять облик ее поверхности, иначе говоря, начал перестраивать биосферу.

В наше время сложилась парадоксальная ситуация - мировая цивилизация достигла поразительных высот и в то же время оказалась на краю пропасти. Ученые разных стран, характеризуя состояние окружающей среды все чаще стали давать такие определения как "деградация глобальной экологической системы", "экологическая дестабилизация", "разрушение природных систем жизнеобеспечения». При характеристики деградации глобальной экологической системы большинство ученых ссылается на принцип Ле-Шателье, заимствованный из сферы термодинамических равновесий. Он проявляется в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации этих возмущений. Такая же компенсация характерна и для круговорота биогенного вещества в естественной природной среде, но только до тех пор, пока возбуждения не начинают превышать определенных пороговых значений. А поскольку в наши дни допустимый порог возмущений в биосфере превышен, она уже не в силах компенсировать изменения плотности биологических веществ на единицу поверхности Земли. Это и означает потерю необходимой для нее устойчивости. Для современного этапа развития биосферы характерно нарастание глобального экологического кризиса. Это понятие означает напряженное состояние отношений между человечеством и природой, возникновение несоответствия между развитием производительных сил и производственных отношений, с одной стороны, и биосферными процессами - с другой. Воздействие человека на природу и природы на человека взаимно. Кризис является обратимым явлением, в котором человек выступает активной стороной. Это означает, что в результате целенаправленных усилий он может быть ослаблен или даже преодолен. В отличие от кризиса экологическая катастрофа - это необратимое явление, в условиях которого человек выступает пассивной, страдающей стороной.