Инверсии магнитного поля и биологическая эволюция

Согласно Паркинсону (1986), жизнь на Земле могла зародиться только при наличие геомагнитного поля. Сравнение палеонтологической шкалы со шкалой геомагнитных инверсий (Табл. № 1, 2) показывает совпадения ряда временных границ. Например, начало четвертичного периода (2,6 млн. лет) совпадает со сменой полярности Гаусс-Матуямы. В период хрона Олдувай происходит смена плиоцена на плейстоцен (2,8 млн. лет назад). Начало периода Гильберта совпадает со сменой миоцена плейстоценом (5,3 млн. лет назад). Эти совпадения означают, что смена режимов геомагнитного поля имеет решающее значение для биологической эволюции. Мернер [13] исследовал несколько подобных катастрофических событий, произошедших на Земле на рубеже эоцена и олигоцена, миоцена и плистоцена, а также сравнительно «недавних» событий, произошедших в течение последних 350 тыс. лет. Последнее катастрофическое событие − Gothenburg, которое нашло свое отражение в палеомагнитологии, произошло приблизительно 20 – 12 тыс. лет назад. Это событие осталось в памяти человечества как Всемирный потоп [14]. Наиболее полно исследовано событие, которое произошло при смене Эпохи 5 на эпоху Гильберта. При этом полярность магнитного поля менялась от современной полярности на противоположную полярность.

Современной науке известно множество схем эволюции человека. Каждая из этих схем строится по общему принципу эволюционного «древа». Подобный подход к проблеме эволюции берет начало в работах. Ч. Дарвина. Согласно общепринятым представлениям, один вид, эволюционируя, замещает собой другой. В настоящий момент не существует единого мнения по поводу временной схемы развития человека и гоминид [15]. Согласно данным антропологии и генетики, те и другие произошли на Африканском континенте. Возраст неафриканских находок останков гоминид не превышает 2 млн. лет, тогда как в Африке найдены останки, имеющие 6−7 млн. лет [16]. Генетические исследования истории человечества так же указывают на Африку [17−22].

Таблица № 2. Этапы эволюции человека, палеонтологическая и палеомагнитная шкалы.

Палентологическая шкала

Палеомагнитная шкала

0.015 − раса европейцев и североафриканцев 0.046 – раса жителей северной Азии 0.1 – общий предок современного человека (по Y хромосоме) 0.23 – общий предок современного человека (по мтДНК) 0.5 – разветвление генетических линий современного человека и неандертальца 2.11 - 2.20 – возникновение Homo erectus 2.4 - 2.8 – мутации, обеспечившие возникновение Homo erectus 2.6 +/- 0.94 – разделение Африканских слонов на два вида 5 (4.5, 4.7, 4.93, 5.2) – расхождение человека и шимпанзе 6-7 – останки гоминид 7.2 – отделение линии гориллы

- 0.015 Gothenburg - 0.045 Laschamp - 0.11 – 0.13 Blake - 0.23 – 0.25 Jamaika - 0.47 – 0.55 Emperor Big Lost - 2.110 – 2.270 Reunion - 2.6 Matuyama-Gauss - 5.0 Gilbert boundary - 6.0 инверсия - 7.0 инверсия

Благодаря генетическим исследованиям были выявлены следующие точки на временной шкале истории человечества. Известно, что люди и человекообразные обезьяны имели общих предков. Расхождение филогенетических ветвей человека и шимпанзе произошло около 5 млн. лет назад (см. Табл. № 2). Дата 5 млн. лет назад соответствует инверсии магнитного поля и является пограничной точкой эпох миоцена и плиоцена. Для реконструкции истории человечества был использован метод «молекулярных часов». В настоящее время наиболее информативными объектами считаются митохондриальная ДНК (мтДНК) и Y хромосома. Первая передается только по женской линии, а вторая – только по мужской. Исходя из того, что скорость накопления мутаций величина постоянная, можно определить, когда жил последний общий предок данных видов.

Методом «молекулярных часов» было получено расхождение линии гориллы – около 7 млн. лет назад. Это совпадает с нижней границей Мессинианского этапа миоценового периода и временем инверсии на палеомагнитной шкале (Табл. №2).

Граница этапов эпохи Плиоцена (2,6 млн. лет назад) является датой мутации, которая выявлена у всех современных людей. Эта мутация предшествует времени возникновения совершенно нового вида Homo erectus [15], отличающегося от других видов возрастанием объема головного мозга. Мутация, в результате которой был инактивирован ген, кодирующий наработку сахарозы на поверхности клетки, произошла приблизительно 2,8 млн. лет назад [23]. Это примерно совпадает с возрастом мутации гена миозина (2,4 млн. лет), которая привела к значительному сокращению размеров и силы жевательных мускулов, характерных для человекообразных обезьян, что ликвидировало [24] анатомические ограничения роста объема черепной коробки, и, как следствие, роста объема головного мозга. Разделение африканских слонов на два вида произошло примерно 2,6+/- 0,94 млн лет назад [25], что хорошо совпадает с расхождением линий человека и шимпанзе [25]. Разделение линий человека и неандертальца произошло около 500 тыс. лет назад, что находит свое отражение на палеомагнитной шкале [26]. Таким образом, увеличение объема головного мозга произошло в Плейстоцене.