Какое явление сближает человека и человекообразных обезьян. Человек и высшие человекообразные обезьяны
Человекообразные обезьяны или гоминоиды – это надсемейство, к которому относятся самые высокоразвитые представители отряда приматов. К нему относится также человек и все его предки, однако они включены в отдельное семейство гоминид и в этой статье подробно рассматриваться не будут.
Что отличает человекообразную обезьяну от человека? В первую очередь, некоторые особенности строения тела:
Позвоночник человека имеет прогибы вперёд и назад.
Лицевая часть черепа человекообразной обезьяны больше, чем мозговая.
Относительный и даже абсолютный объём мозга значительно меньше, чем у человека.
Площадь коры головного мозга также меньше, кроме того слабее развиты лобные и височные доли.
У человекообразных обезьян нет подбородка.
Грудная клетка у округлая, выпуклая, а у человека плоская.
Клыки обезьяны увеличены и выступают вперёд.
Таз более узкий, чем у человека.
Так как человек прямоходящий, его крестец более мощный, поскольку на него перенесён центр тяжести.
У обезьяны более длинное тело и руки.
Ноги наоборот, короче и слабее.
У обезьян плоская хватательная стопа с большим пальцем, противопоставленным остальным. У человека она выгнутая, а большой палец расположен параллельно другим.
У человека практически отсутствует шерстяной покров.
Кроме того, есть ряд отличий в мышлении и деятельности. Человек может мыслить абстрактно и общаться при помощи речи. Он обладает сознанием, способен к обобщению информации и составлению сложных логических цепочек.
Признаки человекообразных обезьян :
крупное мощное тело (гораздо большего размера, чем у других обезьян);
отсутствие хвоста;
отсутствие защёчных мешков
отсутствие седалищных мозолей.
Также гоминоидов отличает их способ передвижения по деревьям. Они не бегают по ним на четырёх лапах, как другие представители отряда приматов, а хватаются руками за ветки.
Скелет человекообразных обезьян также имеет специфическое строение. Череп расположен спереди позвоночника. При этом он имеет вытянутую лицевую часть.
Челюсти крепкие, мощные, массивные приспособленные для разгрызания твёрдой растительной пищи. Руки заметно длиннее, чем ноги. Ступня хватательная, с отставленным в сторону большим пальцем (как на руке у человека).
К человекообразным обезьянам относятся , орангутанги, гориллы и шимпанзе. Первые выделены в отдельное семейство, а оставшиеся три объединены в одно – понгиды. Рассмотрим каждого из них поподробнее.
Семейство гиббоновые состоит из четырёх родов. Все они обитают в Азии: Индии, Китае, Индонезии, на островах Ява и Калимантан. Окрас их обычно серый, коричневый или чёрный.
Размеры их относительно небольшие для человекообразных обезьян: длина тела самых больших представителей достигает девяноста сантиметров, вес – тринадцати килограмм.
Образ жизни – дневной. Обитают, в основном, на деревьях. По земле передвигаются неуверенно, по большей части на задних лапах, лишь изредка опираясь на передние. Впрочем, спускаются вниз они достаточно редко. Основу питания составляет растительная пища – плоды и листья фруктовых деревьев. Могут также есть насекомых и яйца птиц.
На фото человекообразная обезьяна гиббон
Горилла – очень большая человекообразная обезьяна . Это самый крупный представитель семейства. Рост самца может достигать двух метров, а вес – двухсот пятидесяти килограммов.
Это массивные, мускулистые, невероятно сильные и выносливые обезьяны. Окрас шерсти обычно чёрный, у старых самцов может быть серебристо-серая спина.
Живут в африканских лесах и горах. Предпочитают находиться на земле, по которой ходят, в основном, на четырёх лапах, лишь изредка поднимаясь на ноги. Рацион растительный, включает в себя листья, траву, плоды и орехи.
Достаточно миролюбивые, агрессию к другим животным проявляют только в порядке самозащиты. Внутривидовые конфликты происходят, по большей части, между взрослыми самцами из-за самок. Однако обычно они решаются демонстрацией угрожающего поведения, редко доходя даже до драк, а тем более до убийств.
На фото обезьяна горилла
Орангутанги – самые редкие современные человекообразные обезьяны . В настоящее время они обитают, в основном, на Суматре, хотя раньше были распространены практически по всей Азии.
Это самые крупные из обезьян, живущих преимущественно на деревьях. Их рост может достигать полутора метров, а вес – ста килограммов. Шерсть длинная, волнистая, может быть различных оттенков рыжего.
Живут почти полностью на деревьях, не спускаясь даже чтобы напиться. Для этой цели они обычно используют дождевую воду, которая скапливается в листьях.
Для ночёвки обустраивают себе гнёзда в ветвях, причём каждый день строят новое жилище. Живут поодиночке, лишь в период размножения образовывая пары.
Оба современных вида, суматранский и климантанский, находятся на грани исчезновения.
На фото обезьяна орангутан
Шимпанзе – самые умные приматы, человекообразные обезьяны . Они же являются ближайшими родственниками человека в животном мире. Существует два их вида: обыкновенный и карликовый, также называемый . Размеры даже обычного вида не слишком большие. Цвет шерсти обычно чёрный.
В отличие от остальных гоминоидов, за исключением человека, шимпанзе – всеядны. Кроме растительной пищи, они употребляют и животную, добывая её при помощи охоты. Достаточно агрессивны. Часто возникают конфликты между особями, приводящие к дракам и гибели.
Живут группами, численность которых составляет, в среднем, десять – пятнадцать особей. Это настоящее сложноустроенное общество, имеющее чёткую структуру и иерархию. Обычные места обитания – леса неподалёку от воды. Ареал – западная и центральная часть африканского континента.
На фото обезьяна шимпанзе
Предки человекообразных обезьян весьма интересны и разнообразны. Вообще, ископаемых видов в этом надсемействе гораздо больше чем живых. Первые из них появились в Африке почти десять миллионов лет назад. Дальнейшая их история очень тесно связана именно с этим континентом.
Есть мнение, что линия, ведущая к людям, отделилась от остальных гоминоидов около пяти миллионов лет назад. Одним из вероятных претендентов на роль первого предка рода Homo считается австралопитек – человекообразная обезьяна , жившая более четырёх миллионов лет назад.
Эти существа содержат в себе как архаичные признаки , так и более прогрессивные, уже человеческие. Однако первых значительно больше, что не позволяет отнести австралопитеков непосредственно к людям. Есть также мнение, что это побочная, тупиковая ветвь эволюции, не приведшая к появлению более развитых форм приматов, включая человека.
А вот утверждение, что ещё один интересный предок человека, синантроп – человекообразная обезьяна , уже в корне неверно. Впрочем, не совсем корректно и утверждение о том, что он является предком человека, поскольку этот вид уже однозначно относится к роду людей.
У них уже была развитая речь, язык и своя, пусть и примитивная, но культура. Весьма вероятно, что именно синантроп был последним предком современных homo sapiens. Впрочем, не исключён и вариант, что он, как и австралопитек, является венцом побочной ветви развития.
Тесты
151-01. Что отличает человекообразную обезьяну от человека?
А) общий план строения
Б) уровень обмена веществ
В) строение передних конечностей
Г) забота о потомстве
Ответ
151-02. Чем отличается человекообразная обезьяна от человека?
А) строением кисти руки
Б) дифференциацией зубов
В) общим планом строения
Г) уровнем обмена веществ
Ответ
151-03. У человека, в отличие от млекопитающих животных, развиты(-а)
А) условные рефлексы
Б) вторая сигнальная система
В) органы чувств
Г) забота о потомстве
Ответ
151-04. Человека отличает от человекообразных обезьян наличие
А) заботы о потомстве
Б) первой сигнальной системы
В) второй сигнальной системы
Г) теплокровности
Ответ
151-05. Человек, в отличие от животных, услышав одно или несколько слов, воспринимает
А) набор звуков
Б) местонахождение источника звуков
В) громкость звуков
Г) их смысл
Ответ
151-06. У человека, в отличие от человекообразных обезьян, есть
А) диафрагма
Б) S-образный позвоночник
В) борозды и извилины в конечном мозге
Г) стереоскопическое цветовое зрение
Ответ
151-07. Речь человека отличается от «языка животных» тем, что она
А) обеспечивается центральной нервной системой
Б) является врождённой
В) возникает осознанно
Г) содержит информацию только о текущих событиях
Ответ
151-08. Человек и современные человекообразные обезьяны сходны тем, что
А) владеют речью
Б) способны к обучению
В) способны к абстрактному мышлению
Г) изготовляют каменные орудия труда
Ответ
151-09. Отличия человека от человекообразных обезьян, связанные с его трудовой деятельностью, проявляются в строении
А) сводчатой стопы
Б) S-образного позвоночника
В) гортани
Г) кисти
Ответ
151-10. Чем отличается человек от шимпанзе?
А) группами крови
Б) способностьюк обучению
В) генетическим кодом
Г) способностью к абстрактному мышлению
Ответ
151-11. У человека, в отличие от других животных,
А) развита вторая сигнальная система
Б) клетки лишены жёсткой оболочки
В) есть бесполое размножение
Г) две пары конечностей
Ответ
151-12. У человека, в отличие от других представителей класса млекопитающих,
А) зародыш развивается в матке
Б) имеются сальные и потовые железы
В) имеется диафрагма
Г) мозговой отдел черепа больше лицевого
Ответ
151-13. Сходство обезьяны и человека заключается в
А) одинаковой степени развития коры мозга
Б) одинаковых пропорциях черепа
В) способности к образованию условных рефлексов
Г) способности к творческой деятельности
Выводы систематики о близости человека к этим обезьянам основаны на солидном сравнительноморфологическом и сравнительнофизиологическом материале.
Последний служит основанием теории питекоидного (обезьяньего) происхождения человека, в виду чего мы на нем кратко остановимся. Сравнительный морфо-физиологический анализ признаков человека и антропоморфных обезьян дает возможность, в частности, наметить постановку вопроса о филогенетических отношениях между ними. В самом деле, представляется важным выяснить, какая из трех человекообразных обезьян ближе к человеку.
В таблице сопоставлены, прежде всего, основные мерные признаки всех четырех форм.
Таблица показывает, что по большинству перечисленных мерных признаков ближе всего к человеку шимпанзе и горилла. Бросается при этом в глаза, что по весу мозга ближе всего к человеку шимпанзе.
Волосяной покров . Тело антропоморфных обезьян покрыто жесткими волосами. Сильнее обволошены спина и плечи (особенно у оранга). Грудь обволошена слабо. Лицо, часть лба, подошвы ног, ладони рук - лишены волос. Тыльные стороны кисти обволошены слабо. Подшерсток отсутствует. Следовательно, волосяной покров обнаруживает черты рудиментации, однако, далеко не столь выраженной, как у человека. У шимпанзе иногда подмышечные впадины покрыты волосами, (сходство с человеком). У орангов наблюдается сильное развитие бороды и усов (сходство с человеком). Как у человека, волосы плеча и предплечья всех антропоморфных направлены к локтю. У шимпанзе и орангов, как у человека, наблюдается облысение, в особенности у лысого шимпанзе - A. calvus.
| Мерные признаки | Оранг | Шимпанзе | Горилла | Человек | Наибольшая близость к человеку в данном признаке |
| Вес тела - кг | 70-100 | 40-50 | 100-200 | 40-84 | Шимпанзе |
| Рост - м | До 1,5 | До 1,5 | До 2 | 1,40-1,80 | Горилла |
| Длина рук к длине туловища (100%) | 223,6% | 180,1% | 188,5% | 152,7% | Шимпанзе |
| Длина ног к длине туловища (100%) | 111,2% | 113,2% | 113,0% | 158,5% | Горилла и шимпанзе |
| Длина кисти в процентах к длине туловища (100%) | 63,4% | 57,5% | 55,0% | 36,8% | Горилла |
| Длина стопы в процентах к длине туловища (100%) | 62,87% | 52-62% | 58-59% | 46-60% | Горилла |
| Вес головного мозга к весу тела | 1:200 | 1:90 | 1:220 | 1:45 | Шимпанзе |
Цвет кожи . У шимпанзе светлая кожа, кроме лица. Пигмент образуется в эпидермисе кожи, как у человека.
Череп и челюстной аппарат . Череп взрослого человека по ряду признаков резко отличен от черепа человекообразных обезьян. Однако и здесь имеются некоторые черты сходства: в таблице сопоставлены некоторые элементы характеристики черепов человека и человекообразных обезьян.
Избранные элементы характеристики, как и данные таблице, показывают, что африканские антропоморфные обезьяны ближе к человеку, чем орангутан. Если исчислить объем мозговой коробки шимпанзе в ее отношении к весу тела, то эта обезьяна окажется ближайшей к человеку. Тот же вывод вытекает из сравнения 5-го, 6-го, 10-го и 12-го показателей, приведенных в таблице.
Позвоночный столб . У человека он образует S-образную профильную линию, т. е. функционирует, как пружина, гарантирующая мозг от сотрясения. Шейные позвонки со слабыми остистыми отростками. У антропоморфных обезьян S-образной изогнутости нет, остистые отростки длинные, в особенности у гориллы. Наиболее сходны они с человеческими у шимпанзе, равномерно удлиняясь от первого к последнему шейному позвонку, как у человека.
Грудная клетка . Общая форма ее у человека и антропоморфных - бочкообразная, несколько сдавленная в спинно-брюшном направлении. Эта конфигурация грудной клетки свойственна только человеку и антропоморфным. По числу ребер оранг - наиближайший к человеку, имея как и последний, 12 пар рёбер. Однако, и у гориллы наблюдается это же число, хотя бывает, как и у шимпанзе, 13 пар. У человеческого эмбриона нормально имеется это же число рёбер, которое иногда встречается у взрослого. Таким образом, антропоморфные весьма близки в данном признаке к человеку, в особенности орангутан. Однако, шимпанзе и горилла ближе к человеку по форме грудины, которая состоит у них из небольшого числа элементов, более многочисленных у оранга.
Скелет конечностей . Для антропоморфных, как и для всех обезьян, характерно известное сходство функций передней и задней конечностей, так как и руки и ноги участвуют в лазании по дереву, причем ведущее значение имеют передние конечности, обладающие значительно большей, чем у Homo, подъемной силой. Обе конечности антропоморфных мультифункциональны, причем функции руки шире и многообразнее, чем функции ноги. У человека рука полностью освобождена от функции передвижения, за то необычайно обогатились другие функции, связанные с его трудовой деятельностью. Нога же человека, сделавшись единственной опорой тела, напротив, испытала процесс сужения функций и в частности - почти полное выпадение хватательной функции. Эти отношения вызвали развитие значительных различий в строении скелета конечностей антропоморфных и человека, особенно ног. Нога человека - бедро и голень - значительно превышают эти же элементы антропоморфных в длине.
Мощное развитие мышц в ноге человека обусловило ряд особенностей в строении костей ее. Бедро характеризуется сильным развитием шероховатой линии (linea aspera), длинной шейкой и тупым углом, под которым она отклоняется от тела самой кости. В стопе человека - ряд отличительных особенностей. Тогда, как у антропоморфных, как правило, большой палец ноги отклонен под углом к остальным, у человека он расположен примерно параллельно остальным пальцам. Это увеличивает опорную силу ноги, т. е. является признаком, связанным с прямохождением. Это подтверждается и тем, что у горной гориллы, часто принимающей вертикальное положение, большой палец задней ноги, по положению, сходен с человеческим. Другая особенность человека - куполообразная, вогнутая нижняя поверхность подошвы, пружинящая при ходьбе. Этот признак отсутствует в плоской стопе обезьян. У последних кисть и стопа очень длинные. Кисть и стопа гориллы, в общем, ближе к человеческой, что связано с более развитой хтонобионтностью этой обезьяны.
Таз . Таз человека больше в ширину, чем в длину. В состав сросшегося с ним крестца входит 5 крестцовых позвонков, что увеличивает опорную силу таза. Таз гориллы наиболее сходен с человеческим, затем следуют шимпанзе и орангутан. И в этом признаке близость гориллы к человеку - следствие хтонобнонтности.
Мышцы . У человека сильно развиты мышцы ноги (прямохождение), а именно: ягодичная, четырехглавая, икроножная, камбалообразная, третья малоберцовая, квадратная мышца стопы. Как и у человека, у антропоморфных ушные мышцы рудиментарны, в особенности у оранга, тогда как шимпанзе способен двигать ушами. Тем не менее, в целом мышечная система африканских антропоморфных ближе к человеческой, чем к системе орангутана.
Мозг человека и шимпанзе. (1, 2). Оба мозга показаны, равными по величине для удобства сравнения (в действительности мозг шимпанзе (2) много меньше). Области мозга: 1 - лобная, 2 - лобная гранулярная, 3 - моторная, 4 - теменная, 5 - полосатая, 6 - височная, 7 - предзатылочная, 8 - островковая, 9 - постцентральная. (Из Нестурха)
Мозг, органы чувств . Объем черепной коробки и вес мозга были уже указаны. Дальше всего от человека по весу мозга оранги и гориллы, ближе - шимпанзе. Мозг человека разительно превосходит по объему и весу мозг антропоморфных. Еще. важнее тот факт, что он богаче извилинами, хотя и похож и этом отношении на мозг антропоморфов. Однако, решающее значение имеет функциональная характеристика мозга, связанная с его тонкой (цитологической) архитектоникой. Рисунок показывает, что эта последняя весьма сходна у человека и шимпанзе. Однако, у антропоморфных не развиты двигательный и чувствительный «центры речи», из коих первый ответственен за двигательную работу артикуляционного аппарата человека, а второй - за смысловое восприятие услышанных слов. Цитологическая архитектоника мозга человека значительно сложнее и развита сильнее, в особенности в пределах лобной доли, составляющей у человека 47% боковой поверхности мозга, у шимпанзе 33%, у гориллы 32%, у оранга еще меньше.
Органы чувств человека и антропоморфных во многом сходны. У всех этих форм наблюдается некоторая редукция обонятельных органов. Слух человека близок по своим воспринимающим особенностям к слуху гориллы, шимпанзе обладает большей способностью воспринимать высокие тона. Сходство ушной раковины у африканских антропоморфных и человека весьма велико. Замечательно, что ушная раковина дает вариации, необычайно сходные с ушной раковиной шимпанзе и других обезьян. И человеку и антропоморфным свойственна большая острота зрения и притом как объемного (стереометрического), так и цветного.
Онтогенез . Эмбриогенез антропоморфных необычайно сходен с эмбриогенезом человека. Ранние стадии развития вообще мало различимы у всех обезьян. Диференцировка по видовым (и родовый) признакам начинается на позднейших стадиях. Рисунок показывает, что головы зародышей человека, шимпанзе и гориллы накануне рождения, а равно черепа новорожденных антропоморфных в человека обладают многими чертами сходства - округлостью черепного свода, большими, направленными вперед округлыми орбитами, доминированием черепной коробки над челюстным аппаратом. В мягких частях лица также много сходства. У зародышей шимпанзе и гориллы глазное яблоко заметно выпячено из глазной орбиты, вследствие начального преобладания роста глазного яблока над ростом орбиты. У зародыша человека - это несоответствие также имеет место» но меньше. На веках зародышей человека и указанных обезьян видны характерные ограничительные бороздки, более слабые у человека. Ухо зародыша гориллы имеет свободную мочку, как у многих людей и т. п. Общее сходство упомянутых зародышей, следовательно, очень велико. У зародышей гориллы и шимпанзе видны явственные «усы» и «бородка». У человеческого зародыша они развиты слабее, однако Дарвин указывал («Происхождение человека и половой отбор»), что у человеческого эмбриона на пятом месяце вокруг рта зародышевый пух заметно удлинен, так что и в этом признаке; имеется явственное сходство.
Однако, в течение постэмбрионального развития признаки сходства уступают нарастающим признакам различий, т. е. происходит онтогенетическая дивергенция. В черепе она выражается в прогрессивном развитии у антропоморфных обезьян зубного ряда, челюстей, жевательной мускулатуры и сагиттального гребня (у гориллы и оранга) и отставании, по сравнению с человеком, в развитии черепной коробки.
Общее заключение . Сделанный выше сравнительный обзор приводит к следующим общим выводам:
а. Человек и антропоморфные обезьяны обладают многими чертами сходства в морфо-физиологической организации и в закономерностях эмбриогенеза.
б. Африканские формы (горилла, шимпанзе) ближе к человеку чем орангутан. Наиболее близка человеку шимпанзе, но в ряде признаков - горилла, в немногих - орангутан.
в. Если учесть явления отмеченной выше онтогенетической дивергенции и тот факт, что признаки сходства с человеком рассеяны в пределах всех трех родов человекообразных обезьян, то конечный вывод из сделанного обзора будет следующий: человек и антропоморфные обезьяны происходят от общего корня, а в дальнейшем исторически развивались в дивергентных направлениях.
Мы видим, таким образом, что теория питекоидного (обезьяньего) происхождения человека соответствует сравнительноморфологическим и сравнительнофизиологическим данным.
О родстве человекообразных обезьян (антропоидов) и человека свидетельствует сходство многих анатомических и физиологических особенностей. Впервые это установил соратник Ч. Дарвина - Томас Гексли. Проведя сравнительно-анатомические исследования, он доказал, что анатомические различия между человеком и высшими обезьянами менее значительны, чем между высшими и низшими обезьянами.
Во внешнем облике человека и человекообразных обезьян много общего: крупные размеры тела, длинные по отношению к туловищу конечности, длинная шея, широкие плечи, отсутствие хвоста и седалищных мозолей, выступающий из плоскости лица нос, сходная форма ушной раковины. Тело антропоидов покрыто редкой шерстью без подшерстка, через которую просвечивает кожа. Очень похожа на человеческую их мимика. Во внутреннем строении следует отметить сходное число долей в легких, число сосочков в почке, наличие червеобразного отростка слепой кишки, почти одинаковый узор бугорков на коренных зубах, сходное строение гортани и др. Сроки полового созревания и продолжительности беременности у человекообразных обезьян почти такие же, как у человека.
Исключительно близкое сходство отмечается по биохимическим показателям: четыре группы крови, сходные реакции белкового обмена, заболевания. Человекообразные обезьяны в природе легко заражаются инфекциями от человека. Так, сокращение ареала орангутана на Суматре и Борнео (Калимантане) во многом связано со смертностью обезьян от туберкулеза и гепатита Б, полученных от человека. Неслучайно человекообразные обезьяны - незаменимые экспериментальные животные для изучения многих болезней человека. Человек и антропоиды близки также по числу хромосом (46 хромосом у человека. 48 - у шимпанзе, гориллы, орангутана), по их форме и размерам. Много общего в первичной структуре таких важнейших белков, как гемоглобин, миоглобин и др.
Однако между человеком и антропоидами есть и существенные различия, в большей степени обусловленные приспособленностью человека к прямохожденню. Позвоночник человека S-образно изогнут, стопа имеет свод, что смягчает сотрясение при ходьбе и беге ( рис. 45). При вертикальном положении туловища таз человека принимает на себя давление внутренних органов. Вследствие этого строение его существенно отличается от таза антропоидов: он низкий и широкий, прочно сочленен с крестцом. Имеются существенные отличия и в строении кисти. Большой палец руки человека хорошо развит, противопоставлен остальным и очень подвижен. Благодаря такому строению кисти рука способна к разнообразным и тонким движениям. У антропоидов в связи с древесным образом жизни кисти рук крюкообразные, а тип стопы хватательный. При вынужденном передвижении по земле человекообразные обезьяны опираются на наружный край стопы, сохраняя равновесие с помощью передних конечностей. Даже горилла, которая ходит на всей стопе, никогда не находится в полностью выпрямленном положении.
Различия антропоидов и человека наблюдаются в строении черепа и мозга. Череп человека не имеет костных гребней и сплошных надбровных дуг, мозговая часть преобладает над лицевой, лоб высокий, челюсти слабые, клыки маленькие, на нижней челюсти имеется подбородочный выступ. Развитие этого выступа связано с речью. У обезьян, наоборот, сильно развита лицевая часть, особенно челюсти. Мозг человека в 2-2,5 раза больше мозга человекообразных обезьян. Теменные, височные и лобные доли, в которых расположены важнейшие центры психических функций и речи, у человека сильно развиты.
Существенные признаки отличия приводят к мысли, что современные человекообразные обезьяны не могли быть прямыми предками человека.
Человек при рождении проходит через описанные выше трансформации, связанные со сменой водной среды на воздушную; более того, у него проявляются все возникшие в процессе эволюции черты, обусловленные физиологическими изменениями, сходными с теми, которыми сопровождается переход из водной среды в воздушную у других животных.
Homo sapiens, шимпанзе, горилла и орангутанг обладают общим предком и относятся к высшим приматам. Два главных признака, которыми человек отличается от человекообразных обезьян, при рождении отсутствуют, хотя обычно считается, что они у него уже имеются. Эти признаки - крупные размеры головного мозга и изменения скелета, делающие возможным вертикальное положение тела, - возникают в результате физиологических изменений, происходящих в период постнатального развития. Это имеет огромное эволюционное значение, свидетельствуя о том, что такие признаки не являются врожденными видовыми признаками, но возникают в результате физиологических изменений, происходящих на поздних стадиях развития. У человека объем головного мозга продолжает увеличиваться в течение длительного времени после рождения, тогда как у шимпанзе он увеличивается лишь незначительно. То же самое относится к хождению на двух ногах.
Рис. 7. Изменение изгиба позвоночника у человека в процессе роста. У новорожденного имеется только один изгиб выпуклостью назад, как, например, у гориллы
У новорожденного ребенка позвоночник изогнут так же, как у передвигающейся на двух конечностях гориллы, т.е. имеет один изгиб выпуклостью назад. В трехмесячном возрасте появляется первое изменение - изгиб в шейной области, а к девяти месяцам - второе изменение, создающее компенсаторный изгиб в поясничной области, который в основном и обеспечивает вертикальное положение тела. Происходят и другие изменения, в частности в строении таза, который образует дно брюшной полости, т.е. занимает у человека совершенно иное положение, нежели у четвероногих. Таким образом, лишь по достижении девятимесячного возраста тело человека оказывается достаточно измененным, чтобы принять вертикальное положение. Какого рода сигналы инициируют подобные изменения? В настоящее время это еще не вполне установлено. Однако различия в скелете и мышцах между человеком и человекообразными обезьянами всего лишь несколько сильнее выражены, чем различия между мужчиной и женщиной, у которой таз имеет иную форму и иную мускулатуру. Как известно, эти различия имеют гормональную природу и зависят от активности околощитовидных желез и надпочечников, которые посылают химические сигналы, воздействующие на костную ткань и на мышечные сокращения соответственно. Таким образом, изменения, в результате которых человек становится из четвероногого двуногим, могут быть вызваны главным образом химическими сигналами гормонального типа. С эволюционной точки зрения это означает, что для такого превращения не нужны новые структурные гены, свойственные одному лишь виду Homo sapiens, и что оно легко может быть достигнуто в результате изменений на уровне регуляторных ДНК. Кроме того, превращение это происходит быстро - у одного индивидуума и за несколько месяцев.
Эволюция человека, по-видимому, зависела главным образом от изменений на уровне регуляторной ДНК, а не на уровне структурных генов.
Изложенные выше соображения подтверждаются собранными за последние 10 лет данными о генетическом сходстве между человеком и человекообразными обезьянами. В отличие от ожиданий, основанных на представлениях о случайных мутациях, анализ геномов показал следующее.
1. При детальном изучении окрашенных поперечных дисков, образующих в хромосомах постоянные паттерны, было обнаружено их поразительное сходство у орангутанга, гориллы, шимпанзе и человека.
2. В хромосомах человека установлена локализация примерно 400 генов. Сорок из них обнаружены у человекообразных обезьян, причем в большинстве случаев в тех же хромосомах.
3. Гомологичность ДНК высших приматов подтверждается и опытами по ДНК/ДНК-гибридизации. Различия между нуклеотидными последовательностями ДНК человека и шимпанзе составляют примерно 1,1% и затрагивают главным образом нетранскрибируемые участки, в которых локализована регуляторная ДНК.
4. Эти гомологии обнаружены также и в белках. Сходство между аминокислотными последовательностями 44 белков шимпанзе и человека превышает 99%.
5. Кинг и Уилсон на основании своих исследований пришли к выводу, что главные морфологические и физиологические различия между человеком и шимпанзе могут быть результатом регуляторных изменений на уровне экспрессии генов, а не точковых мутаций в структурных генах.
Человек и шимпанзе относятся не только к разным видам, но и к разным родам и семействам. Человек принадлежит к сем. Hominidae, шимпанзе - к сем. Pongidae. Следовательно, должна существовать какая-то трансформация, приводящая к такой крупной модификации, которая может вызвать различие, разделяющее семейства, не вызывая при этом существенных изменений в структурных генах.
Новейшие палеонтологические данные подтверждают возможность внезапного возникновения видов.
Верба провела обширное исследование эволюции африканских млекопитающих от миоцена до современной эпохи. Она определяла продолжительность существования видов у антилоп и у других групп. Врба пришла к выводу, что имели место синхронные волны, которые вели к внезапному появлению отличительных признаков, сохранявшихся затем на протяжении длительных периодов времени. Как она указывает, эти данные свидетельствуют в пользу не последовательного видообразования, основанного на накоплении мелких изменений, а внезапного взрыва видовых признаков, которые затем закреплялись.
Виды, роды и семейства могут возникать многими способами.
Согласно общепринятой точке зрения, виды возникают главным образом путем: 1) мутаций структурных генов, т.е. генов, детерминирующих синтез белков; 2) хромосомных перестроек; 3) случайных событий; 4) многочисленных мелких и последовательных генетических изменений; 5) медленного процесса трансформации. Это далее ведет к превращению видов в роды и родов в семейства.
Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что в этих эволюционных процессах могут участвовать весьма различные механизмы. Кроме того, в видообразовании могут использоваться не один, а несколько механизмов.
1. Каждая трансформация обусловливалась упорядоченностью, заданной исходной организацией минеральных компонентов клетки и сохранением нескольких нуклеотидных последовательностей ДНК от прокариот и эукариот до человека.
2. Модификации минеральных компонентов, происходящие, например, в результате изменений проницаемости мембран, возможно, участвуют в трансформации видов, поскольку они оказывают воздействие на базовые типы структур.
3. Из этих процессов нельзя исключить также изменения физических факторов, таких как гравитация, которые ведут к изменениям в послойном распределении макромолекулярных компонентов в оплодотворенном яйце. Модификации, вызванные химическими и физическими факторами, могут передаваться потомкам, поскольку разделение между соматическими клетками и клетками зародышевого пути не такое строгое, как полагали прежде.
4. Не исключается и участие изменений структурных генов, но они, вероятно, зависят главным образом от физико-химических ограничений, присущих строению клетки и ДНК.
5. Кроме того, эволюция ДНК может зависеть от внутренней и внешней среды. Известно, что такой физический фактор, как температура, канализирует нуклеотидный состав ДНК. Можно ожидать, что у высших позвоночных, таких, как птицы и млекопитающие, терморегуляция, обеспечивающая постоянство температуры клеток, канализирует изменения нуклеотидных последовательностей как структурных, так и регуляторных участков ДНК.
6. Совершенно очевидно значение хромосомных перестроек, которые так часто называли источником трансформации видов. Создается, однако, впечатление, что они возникают и поддерживаются упорядоченными процессами, обусловленными главным образом исходным строением хромосомы. В их установлении должна была участвовать упорядоченность, определяющая оптимальные генные территории в пределах центромеро-теломерного поля.
7. Во внезапном образовании добавочных копий специфических последовательностей ДНК участвуют и внутренние, и внешние факторы. Число копий может регулироваться самой хромосомой. Их резкое изменение может обусловливаться и средовыми факторами.
8. Наряду с совершенно очевидными медленными изменениями возможны и быстрые изменения. Это объясняется тем, что многие резкие структурные и функциональные изменения совершаются без участия структурных генов; они определяются изменениями в регуляторной ДНК и даже внешними факторами, влияющими на секрецию гормонов. Структурные гены, по-видимому, играют в эволюции скромную роль по сравнению с ролью нуклеотидных последовательностей регуляторных ДНК.
9. Первоначальные процессы, ведущие к трансформации видов, родов и семейств, не всегда протекают медленно. Медленными являются, по-видимому, более поздние события, порождаемые разного рода мелкими подгонками. Для главной трансформации не нужны миллионы лет или тысячи случайных мутаций. Результаты изучения автоэволюции позволяют сформулировать более многостороннюю и связную концепцию трансформации видов.
К этому можно добавить, что вымирание видов в результате катастроф необязательно: возможно, у них существуют некие часы, определяющие продолжительность их существования. Наличие у млекопитающих часов, ограничивающих число делений соматических клеток, хорошо известно. Не исключено, что эти клеточные часы проявляют себя и на видовом уровне.
