Эволюционное учение. Учебно-методическое пособие

Тема 11

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА

Цельзанятия:проследитьосновныеэтапыантропогенеза,выявить­ направления и особенности эволюции человека.

Вопросы для обсуждения

1. Место человека в системе животного мира.

2.Особенности эволюции человека:

• специфические адаптации человека;

• движущие силы антропогенеза;

• изменение роли биологических и социальных факторов.

3.Основныеэтапыантропогенезапопалеонтологическимданным:

• Предшественники человека (австралопитеки, протоантропы):

распространение, период существования, характеристика форм, морфологические особенности, основные адаптации, социальные ас­ пекты­ гоминизации.

•Человек умелый (Homo habilis): распространение, период суще­ ствования, морфологические особенности, основные адаптации, со­ циальные аспекты гоминизации.

•Архантропы (древнейшие люди, питекантропы, Homo erectus): внутригрупповойполиморфизм,распространение,периодсуществова­ ­ ния, характеристика форм, морфологические особенности, основные адаптации, социальные аспекты гоминизации.

•Палеоантропы(древниелюди,неандертальцы):распространение, период существования, характеристика форм, морфологические особенности,основныеадаптации,социальныеаспектыгоминизации.

•Неоантропы (человек современного типа): места обнаружения, особенности морфологии и деятельности.

4. Концепция моноцентризма, полицентризма и широкого моно­ центризма происхождения человека и его рас.

5. Расы человека и их характеристика.

6.Особенностибиологическойэволюциичеловеканасовременном этапе.

Теоретическая часть

Взоологическойсистемечеловекзанимаетследующееположение: тип – хордовые, подтип – позвоночные, класс – млекопитающие, подкласс–высшиезвери,отряд–приматы,подотряд–антропоидные, семейство – гоминиды, род – люди, вид – человек разумный.

51

Общие черты сходства человека и животных:

1)общностьанатомическогоифизиологическогостроениячеловека

иживотных;

2)сходство эмбрионального развития;

3)наличие у человека рудиментов­ и атавизмов;

4)сходство в поведении.

Специфические черты человека:

1)высокая степень развития головного мозга, особенно коры переднего мозга с большим количеством борозд и извилин; значи­ тельное развитие теменных, лобных и височных долей, способность

кабстрактномумышлению,появлениесознанияиречи(наличиевторой сигнальной системы);

2)соотношение лицевого и мозгового отделов черепа – у человека значительно преобладает мозговой отдел черепа;

3)прямохождение – изменения в строении скелета (изгибы позво­ ночника, уплощенная грудная клетка, широкий таз, сводчатая стопа)

имускулатуры (сильное развитие мышц пояса и самих нижних конечностей: ягодичных, икроножных и др.);

4)высокая степень противопоставления большого пальца;

5)способность к изготовлению орудий труда.

Движущие силы антропогенеза

1. Биологические:

а) наследственная изменчивость; б) борьба за существование;

в) естественный отбор (Ч. Дарвин) и другие ненаправленные фак­ торы эволюции.

2.Социальные(прямохождение,общественныйобразжизни,труд, мышление и речь), вскрытые Ф. Энгельсом.

Роль биологических и социальных факторов на разных этапах антропогенеза была неравноценна. На начальных этапах становления человека (древнейшие и древние люди) основную роль играли биологическиефакторы(измененияголовногомозга,совершенствование руки, вертикальное положение тела). У первых современных людей роль биологических факторов эволюции снижалась, о чем говорит общность морфофизиологических показателей ископаемых людей современного типа и ныне живущих, а роль социальных факторов возрастала. Эволюция человека вышла из-под ведущего контроля биологических факторов и приобрела социальный характер. Такие особенности человека, как высокоразвитая центральная нервная система и речь как средство общения между людьми, разделение

52

функцийрукиног,неспециализированнаярука,способнаяпроизводить сотниразнообразныхитонкихдвижений,созданиеобщества,явились результатом трудовой деятельности человека. На это качественное своеобразие антропогенеза указывал Ф. Энгельс в работе «Роль труда

впроцессе превращения обезьяны в человека».

Внастоящеевремяестественныйотборвчеловеческихпопуляциях

всилу социальной природы человека потерял свою видообразующую

функцию­ ,идальнейшийпрогрессчеловечествабудетцеликомзависеть от социальных факторов.

1. Предшественники человека (Australopithecus). Первые гоми­ ниды возникли, по-видимому, 3,5–4,2 млн лет назад. Эти существа, ископаемые остатки которых найдены в Южной Африке, получили название австралопитеков (лат. австралус – южный). Они и ряд последующих переходных форм жили группами, имели массу от 20 до 50 кг и рост 120–150 см, могли передвигаться на двух ногах и пользоваться разными предметами как орудиями, чему способствовал отстоящий большой палец кисти. Объем мозга (по отношению к объему тела) австралопитеков был меньше человеческого, но больше, чем у современных человекообразных обезьян, и мог составлять 500–550 см3. В отличие от всех обезьян строение их зубной системы сходно с человеческой. Свободные руки и групповой образ жизни создавали преимущества для австралопитеков; естественный отбор у этих животных привел к увеличению массы мозга и развитию двигательных навыков.

Человек умелый (Homo habilis) считается самым первым пред­ ставителемчеловеческогорода;онжил2,4–1,5млнлетназадвАфрике и назван так из-за умения изготовлять простейшие каменные орудия. Его мозг на треть превосходил мозг австралопитека и мог достигать 680–700 см3, а биологические особенности мозга свидетельствуют о возможныхзачаткахречи.Востальномчеловекумелыйболеепоходил на австралопитека, чем на современного человека. Таким образом, эволюцияавстралопитековшлавнаправлениипрогрессивногоразвития прямохождения,способностиктрудуисовершенствованиюголовного мозга.

2. Древнейшие люди (архантропы). Около 1,8 млн – 300 тыс. лет назад возник Homo erectus, активно расселившийся назад по Африке, Европе и Азии. Он делал сложные орудия и уже умел использовать огонь. Его мозг по объему близок к мозгу современного человека (750–1100 см3), что позволяло ему организовывать коллективную деятельность (охоту на крупных животных) и использовать речь.

53

Одновременно существовало довольно много форм древнейших людей,стоявшихнаразныхступеняхразвитияиэволюционировавших в разных направлениях, среди них питекантроп, синантроп, гейдель­ бергский человек и ряд других. Внешне они уже походили на со­ временного­ человека, хотя отличались большими надбровными дугами, отсутствием подбородочного выступа, низким и покатым лбом. Наиболее перспективным направлением эволюции человека было дальнейшее увеличение объема головного мозга, развитие общественногообразажизни,совершенствованиеорудийтруда,более широкое использование огня (не только для обогрева и отпугивания хищников, но и для приготовления пищи).

В период от 500 до 200 тыс. лет назад происходил переход от человека прямоходящего к разумному человеку (Homo sapiens). Довольнотруднообнаружитьграницу,когдаодинвидсменяетдругой, поэтому представителей этого переходного периода иногда именуют древнейшим человеком разумным.

3.Древние люди (неандертальцы) существовали в период 230– 30 тыс. лет назад. Неандертальцы были очень неоднородной группой. Объеммозганеандертальца(Homoneanderthalensis)соответствовалсовременному, местами даже немного превосходил его и мог достигать 1400–1800 см3. Ископаемые находки также свидетельствуют о достаточно развитой культуре, включавшей ритуалы, зачатки искусства и морали, в том числе выражающейся в заботе о соплеменниках. Ранее считалось, что неандерталец – прямой предок современного человека, но сейчас ученые склоняются к версии, что он – тупиковая, «слепая» ветвь эволюции.

4.Современные люди (неоантропы). Человек разумный разум­

ный (Homo sapiens sapiens), т. е. человек современного типа, появился около 130–170 тыс. лет назад. Ископаемых «первых людей» по месту первой находки (Кро-Маньон во Франции) назвали кроманьонцами. Кроманьонцы внешне мало отличались от современного человека. Рост – до 180 см, с высоким лбом и объемом черепной коробки до 1600см3.Сплошнойнадглазничныйваликотсутствовал.Кроманьонцы владели членораздельной речью, о чем свидетельствует хорошо раз­ витыйподбородочныйвыступ.Высокаястепеньразвитиямозга,общест­ венный характер труда привели к резкому уменьшению зависимости человекаотвнешнейсреды,кустановлениюконтролянаднекоторыми сторонами среды обитания. Многочисленные артефакты позволяют судить о высоком развитии их культуры – пещерная живопись,

54

миниатюрная скульптура, гравировки, украшения и т. д. Человек разумныйблагодарясвоимспособностям15–10тыс.летназадзаселил всю Землю. В ходе совершенствования орудий труда и накопления жизненного опыта человек перешел к производящему хозяйству. В период неолита возникли крупные поселения, и человечество во многих районах планеты вступило в эпоху цивилизаций.

Раса–историческисложившаясягруппалюдей,характеризующаяся общностью наследственных физических особенностей.

Географические и климатические различия среды обитания людей сказались на формировании рас. В результате сформировались три группы людей одного вида, отличающихся по морфологическим признакам: типу и цвету волос, цвету кожи и глаз, форме носа, губ, лица и головы, разрезу глаз, пропорции тела.

Вид человека разбит на три большие расы:

•европеоидную (белую);

•негроидную (черную);

•монголоидную (желтую).

Гипотеза моноцентризма – гипотеза о происхождении человека, ещенедифференцированногонарасы,вограниченнойобластиземного шара от одной или нескольких групп гоминид.

Гипотеза полицентризма – гипотеза, согласно которой сущест­ вовало несколько центров (областей) происхождения человека современного вида от более ранних гоминид.

Гипотеза широкого моноцентризма – согласно этой гипотезе человексовременноготипавозникгде-товВосточномСредиземноморье и в Передней Азии, т. к. именно здесь находят промежуточные между неандертальцами и ранними ископаемыми современными людьми (кроманьонцами)костныеостанки.Многочисленные,промежуточные между палеоантропами и неоантропами формы находят на юговостоке Европы. Расселяясь, кроманьонцы широко смешивались с неандертальцами. Поэтому примитивная культура неандертальского типа резко сменилась более развитой кроманьонской.

Практическая часть

Материал и оборудование: муляжи, учебные пособия, таблицы «Скелет человека и антропоидной обезьяны», «Орудия древнейших и древних людей», «Предпосылки к прямохождению», схема «Движущие силы эволюции человека».

55

Задания и методические рекомендации

Задание 1

Основываясь на знаниях морфофункциональных особенностей человека и высших обезьян, а также используя учебные и наглядные пособия, установите различия между человеком и антропоидными обезьянами, полученные результаты занесите в табл. 23.

Задание 2

Основываясь на знаниях, полученных при теоретической подго­ товке, заполните табл. 24.

Таблица 24

Доказательства происхождения человека от животных

Анатомические

Физиологические

Эмбриональные

Этологические

Палеонтологические

56

Задание 3

Основываясьназнаниях,полученныхпритеоретическойподготовке, а также используя учебные и наглядные пособия, заполните табл. 25.

Таблица 25

Основные этапы антропогенеза

Рекомендуемая литература

1.Генетика человека : в 3 т. / Ф. Фогель, А. Мотульски; пер. с англ. под ред. Ю. П. Алтухова, В. М. Гиндилиса. – М. : Мир, 1989.

2.Георгиевский А. Б. Дарвинизм: учеб. пособие для студентов биол. и хим. спец. пед. ин-тов. – М. : Просвещение, 1985. – 271 с.: ил.

3.Дарвинизм [Текст] : [Учеб. пособие по биол. спец. пед. ин-тов] / авт. проф. А. А. Парамонов. – М. : Просвещение, 1978. – 335 с., 8 л. ил.

4.Северцов, А. С. Теория эволюции: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Биология» / А. С. Северцов. – М. : Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2005. – 380 с.: ил.

5.Яблоков, А. В. Эволюционное учение: учеб. для биол. спец. вузов / А. В. Яблоков, А. Г. Юсуфов. – 6-е изд., испр. – М. : Высш. шк., 2006. – 310 с.: ил.

Тема 12

ЖИЗНЬ И ЕЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Цельзанятия:ознакомитьсясразличнымипредставлениямиосущности жизни и гипотезами происхождения жизни на Земле, вы­явить специфику разных точек зрения.

57

Вопросы для обсуждения

1.Характеристика жизни как особой формы движения материи (сущность жизни, уровни организации).

2.Современные гипотезы возникновения жизни (А.И. Опарин, Д. Холдейн, Г. Меллер, Д. Бернал, Грант и др.), спорные вопросы различных гипотез.

3.Прокариоты, эукариоты, многоклеточные как этапы эволюции живых систем (эволюция одноклеточных организмов, эволюция растений, эволюция животных).

Теоретическая часть

Существует две основные концепции возникновения жизни на Земле:концепцияабиогенеза,исходящаяизтого,чтожизньвозникает тем или иным путем из неживой материи, и концепция биогенеза, исходящаяизпринципа«всеживое–отживого»,т.е.жизньсуществует столько, сколько существует наш мир.

Существуетмножествоподходовкопределениюпонятия«жизнь», выделяющих основные черты жизни, например:

1.Биохимический. Основные свойства жизни – обмен веществ и особенности биохимического состава.

2.Генетический.Основныесвойстважизни–самовоспроизведение, передача и реализация наследственной информации.

3.Эволюционный. Основные свойства жизни – изменчивость наследственнойинформациииеёдифференциальноевоспроизведение (естественный отбор).

4.Термодинамический. Основные свойства жизни – активное противостояние процессам разрушения.

5.Экологический. Основные свойства жизни – соподчинение биологических систем, наличие устойчивых динамических связей между биологическими объектами.

Концепции абиогенеза

Всетеорииабиогенезавосновномявляютсягеоцентрическимихимическими: жизнь возникла именно на Земле в результате появления новых химических веществ и новых химических реакций.

Концепция абиогенеза базируется на следующих положениях:

1.Живое отличается от неживого особенностями химического состава биологических систем и обмена веществ. Такие теории происхождения жизни называются биохимическими.

2.Жизнь возникла именно на Земле естественным путем из не­

органических веществ с затратой свободной энергии. Жизнь возникла

58

врезультатепоявленияновыххимическихвеществиновыххимических реакций, при этом сложные органические соединения образуются из неорганических веществ. Такие теории происхождения жизни называются геоцентрическими.

3. К основным свойствам и признакам жизни относятся: обмен ве­ ществ; самовоспроизведение, передача и реализация наследственной информации­ ; изменчивость наследственной информации и её диф­ ференциальное воспроизведение (естественный отбор).

Остальныеподходыкопределениюжизниявляютсядополняющими, причем наиболее важную роль играют генетический и эволюционный подходы, а термодинамическому и экологическому – отводится второстепенная роль.

Одна из первых геоцентрических химических теорий была раз­ работана Э. Геккелем (последователем Ч. Дарвина). В ХХ в. наиболее популярной стала теория Александра Ивановича Опарина (1924), в пользу которой свидетельствовали опыты по абиогенному синтезу органических веществ из неорганических – воды, аммиака, цианидов и других (С. Миллер, А.Г. Пасынский, Т. Е. Павловская).

ВосноветеорииА.И.Опариналежалопредставлениеокоацер­ва­ тах как предшественниках первых клеток; коацерваты – мельчайшие капли концентрированных растворов полимеров (коллоидных раст­ воров), изолированные от внешней среды полупроницаемыми мем­ бранами. В дальнейшем С. Фокс экспериментальным путем получил микросферы – капельки концентрированных растворов искусственно полученных белков (протеиноидов).

ПоследователиОпаринабольшевниманияуделялипроисхождению матричныхпроцессов,вт.ч.абиогенномупроисхождениюнуклеиновых кислот, белков и нуклеопротеидов (Г. Мёллер, С. Фокс, Г. Корнберг).

Современные представления об основных этапах абиогенеза

1.Синтез органических мономеров: органических кислот, амино­ кислот, углеводов, азотистых оснований. Для этого на Земле имелись все условия: обилие воды, метана, аммиака и цианидов, отсутствие кислородаидругихокислителей(атмосфераносилавосстановительный характер),избытоксвободнойэнергииввидеультрафиолетовогосвета, электрических разрядов и вулканической деятельности.

2.Синтез органических полимеров из имеющихся мономеров с участием неорганических катализаторов (ионы металлов и неорга­

59

нические матрицы в виде частиц глины). В присутствии воды обра­ зуются коацерваты (или микросферы).

3.Образованиенуклеопротеидов(комплексовбелковинуклеиновых кислот), появление реакций матричного типа, появление липидных мембран.Этотэтапзавершаетсяпоявлениеммолекулярно-генетических систем управления и естественного отбора. Вероятно, первичными нуклеиновыми кислотами были различные типы РНК, которые обес­ печивали все матричные процессы; ДНК (как основной носитель генетической информации) возникла значительно позже.

4.Появлениепервыхбиологическихсистем–пробионтов.(А.И.Опа­ рин считал пробионтов еще неживыми существами, но его по­ следователи считают их уже живыми.)

Вероятно, пробионты обладали уже всеми свойствами жизни, но системы гомеостаза и гомеореза еще не сформировались.

5.Появление архебионтов (по терминологии А.И. Опарина – протобионтов) – предшественников современных организмов. Архе­ бионты характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ (электрон-транспортные цепи) и системы воспроизведения,передачииреализациинаследственнойинформации (репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода).

6.Формирование современных клеток и групп организмов: архе­ бактерий, эубактерий, мезокариот и эукариот.

Примечание. Первые три этапа рассматриваются как этапы пред-

биологической (химической) эволюции, а последние три этапа – как этапы биологической эволюции.

Концепции биогенеза

Идеи биогенеза базируются, в первую очередь, на термодинамическомиэкологическомподходахкопределениюграницымеждуживым и неживым. Генетический и эволюционный подходы играют второстепенную роль, а биохимический подход практически игнорируется.

Концепции биогенеза базируются на следующих положениях:

1.Живое и неживое есть два состояния материи. Ни одно из этих состояний не может быть выведено из другого. Такие теории называются физическими.

2.Основныесвойстваипризнакижизни:активноепротивостояние процессам разрушения (термодинамические аспекты); соподчинение биологических систем, наличие устойчивых динамических связей между биологическими объектами (системные аспекты).

60