A "kontinens" archívumából

Köztudott, hogy Univerzumunk körülbelül 14 milliárd évvel ezelőtt keletkezett egy óriási robbanás eredményeként, amelyet a tudomány az ősrobbanásként ismer. Az Univerzum „a semmiből” keletkezése nem mond ellent a fizika ismert törvényeinek: a robbanás után keletkező anyag pozitív energiája pontosan megegyezik a gravitáció negatív energiájával, így egy ilyen folyamat összenergiája nulla. A közelmúltban a tudósok más univerzumok - „buborékok” – kialakulásának lehetőségéről is beszéltek. A világ ezen elméletek szerint végtelen számú univerzumból áll, amelyekről még mindig semmit sem tudunk. Érdekesség, hogy a robbanás pillanatában nem csak a háromdimenziós tér jött létre, hanem, ami nagyon fontos, a térrel asszociált idő. Az idő az oka minden változásnak, amely az Univerzumban az Ősrobbanás után történt. Ezek a változások egymás után következtek be, lépésről lépésre, ahogy az idő nyila nőtt, és magában foglalta hatalmas számú galaxis (100 milliárd nagyságrendű), csillagok (a galaxisok száma 100 milliárddal szorozva), bolygórendszerek és végső soron maga az élet, beleértve az intelligens életet is. Hogy elképzeljük, hány csillag van az Univerzumban, a csillagászok ezt az érdekes összehasonlítást teszik: a mi Univerzumunkban lévő csillagok száma összemérhető a Föld összes partján lévő homokszemek számával, beleértve a tengereket, folyókat és óceánokat is. Egy időben megfagyott univerzum változatlan és kevéssé érdekelne, és nem lenne benne fejlődés, pl. mindazok a változások, amelyek később következtek be, és végül a létező világképhez vezettek.

Galaxisunk 12,4 milliárd éves, Naprendszerünk pedig 4,6 milliárd éves. A meteoritok és a Föld legrégebbi kőzeteinek kora valamivel kevesebb, mint 3,8-4,4 milliárd év. Az első egysejtű szervezetek, amelyek mentesek a prokarióta magoktól és a zöld-kék baktériumoktól, 3,0-3,5 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg. Ezek a legegyszerűbb biológiai rendszerek, amelyek képesek fehérjéket, aminosavláncokat képezni, amelyek az élet alapvető elemeiből állnak C, H, O, N, S, és önálló életmódot folytatnak. Egyszerű zöld-kék „algák”, azaz. Az edényszövet nélküli vízinövények és az „archebaktériumok” vagy a régi baktériumok (amelyeket gyógyszerek készítésére használnak) még mindig fontos részét képezik bioszféránknak. Ezek a baktériumok az élet első sikeres alkalmazkodása a Földön. Érdekes, hogy a zöld-kék baktériumok és más prokarióták szinte változatlanok maradtak évmilliárdok óta, míg a kihalt dinoszauruszok és más fajok soha többé nem születhetnek újjá, mert A földi körülmények nagymértékben megváltoztak, és már nem tudják végigmenni a fejlődés minden szakaszát, amelyen azokban a távoli években mentek. Ha ilyen vagy olyan oknál fogva megszűnik az élet a Földön (óriásmeteorittal való ütközés, a Naprendszer melletti szupernóva robbanása vagy saját önpusztításunk következtében), akkor az nem kezdődhet újra ugyanabban formája, mert a jelenlegi körülmények alapvetően eltérnek a körülbelül négymilliárd évvel ezelőttitől (például a szabad oxigén jelenléte a légkörben, valamint a Föld állatvilágában bekövetkezett változások). A lényegét tekintve egyedülálló evolúció már nem ismételheti meg önmagát ugyanabban a formában, és nem mehet át minden szakaszon, amelyen az elmúlt évmilliárdok során átment. Dr. Payson, az Egyesült Államok Los Alamos Nemzeti Laboratóriumából egy nagyon érdekes gondolatot fogalmazott meg az evolúció szerepéről az élő struktúrák rendszerének megszervezésében: „Az élet molekuláris kölcsönhatások sorozata. Ha az evolúción kívül más elvet fedezünk fel a biológiában, megtanulunk élő rendszereket létrehozni a laboratóriumban, és így megértjük az élet kialakulásának mechanizmusát.” A fajok laboratóriumi transzformációját (például a Drosophila légy más fajokká) azért nem tudjuk elvégezni, mert természetes körülmények között ez évmilliókig tartott, és ma már nem ismerünk más elvet, hogyan lehet ilyeneket előidézni. egy átalakulás.

A prokarióták számának növekedésével „feltalálták” a fotoszintézis jelenségét, i.e. kémiai reakciók összetett láncolata, amelyben a napfény energiája a szén-dioxiddal és a vízzel együtt oxigénné és glükózzá alakul. A növényekben a fotoszintézis a leveleikben található kloroplasztiszokban megy végbe, ami a légköri oxigént eredményezi. 2-2,5 milliárd évvel ezelőtt jelent meg egy oxigénnel telített légkör. Az eukarióták, többsejtű, genetikai információval rendelkező magot, valamint organellumokat tartalmazó sejtek 1-2 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek. Az organellumok a prokarióta sejtekben, valamint az állati és növényi sejtekben találhatók. A DNS minden élő sejt genetikai anyaga, amely örökletes információt tartalmaz. Az örökletes gének a kromoszómákon helyezkednek el, amelyek DNS-hez kötött fehérjéket tartalmaznak. Minden élőlénynek - baktériumoknak, növény- és állatvilágnak - a fajok óriási sokfélesége ellenére közös az eredete, pl. van közös őse. Az életfa három fő ágból áll - Baktérium, Archaea, Eukaria. Az utolsó csoportba tartozik a teljes növény- és állatvilág. Minden ismert élő szervezet mindössze 20 bázikus aminosav felhasználásával állít elő fehérjéket (bár a természetben összesen 70 aminosav van), és ugyanazt az ATP energiamolekulát használja a sejtekben való energia tárolására. DNS-molekulákat is használnak a gének egyik generációról a másikra történő átadására. A gén az öröklődés alapvető egysége, egy DNS-darab, amely tartalmazza a fehérjeszintézishez szükséges információkat. Különböző szervezeteknek hasonló génjeik vannak, amelyek hosszú evolúciós periódusok során mutálódhatnak vagy javíthatók. A baktériumoktól az amőbákig és az amőbáktól az emberekig a gének felelősek az élőlények jellemzőiért és a fajok fejlődéséért, a fehérjék pedig az életet. Minden élő szervezet DNS-t használ, hogy génjeit továbbadja a következő generációnak. A genetikai információ a DNS-ről a fehérjére egy összetett átalakulási láncon keresztül jut át ​​az RNS-en keresztül, amely hasonló a DNS-hez, de szerkezetében különbözik attól. A chemistry®biology®life átalakulások láncában egy szerves molekula szintetizálódik. A biológusok jól ismerik ezeket az átalakulásokat. Közülük a legcsodálatosabb a genetikai kód megfejtése (The Human Genome Project), amely bonyolultságával és tökéletességével egyaránt ámulatba ejti a képzeletet. A genetikai kód univerzális az életfa mindhárom ágára.

A legérdekesebb kérdés, amelyre az emberiség egy része történelme során választ keres, az az, hogy hogyan keletkezett az első élet, és különösen az, hogy a Földön keletkezett-e, vagy a csillagközi közegből hozták be meteoritok segítségével. Az élet összes alapvető molekulája, beleértve az aminosavakat és a DNS-t, szintén megtalálható a meteoritokban. Az irányított pánspermia elmélete azt sugallja, hogy az élet a csillagközi térben keletkezett (vajon hol?) és a hatalmas téren keresztül vándorol, de ez az elmélet nem tudja megmagyarázni, hogyan maradhat életben az élet az űr zord körülményei között (veszélyes sugárzás, alacsony hőmérséklet, légkör hiánya stb.). .). A tudósok egyetértenek azzal az elmélettel, hogy a Földön a természetes, bár primitív körülmények egyszerű szerves molekulák kialakulásához, valamint változó kémiai aktivitású formák kialakulásához vezettek, amelyek végül elindították az élet fáját. Miller és Urey 1953-ban végzett nagyon érdekes kísérletében összetett szerves molekulák (aldehidek, karboxilok és aminosavak) képződését bizonyították úgy, hogy erős elektromos kisülést vezettek át - a természetes körülmények között a villámhoz hasonlóan - CH4 gázkeveréken. , NH3, H2O, H2, amelyek jelen voltak a Föld elsődleges légkörében. Ez a kísérlet bebizonyította, hogy az élet alapvető kémiai összetevői, pl. biológiai molekulák természetes úton képződhetnek a Föld primitív körülményeinek szimulálásával. Azonban nem fedeztek fel olyan életformákat, beleértve a DNS-molekulák polimerizációját, amelyek nyilvánvalóan csak hosszú távú evolúció eredményeként jöhettek létre.

Időközben bonyolultabb struktúrák kezdtek megjelenni, hatalmas sejtek - szervek és nagy élő képződmények, amelyek millió és milliárd sejtekből állnak (például egy ember tíz billió sejtből áll). A rendszer összetettsége az idő múlásától és a természetes szelekció mélységétől függött, amely megőrizte az új életkörülményekhez leginkább alkalmazkodó fajokat. Bár minden egyszerű eukarióta hasadással szaporodott, szexuális érintkezés útján bonyolultabb rendszerek is létrejöttek. Ez utóbbi esetben minden új sejt a gének felét az egyik szülőtől, a másik felét a másiktól veszi át.

Az élet történetének nagyon hosszú szakaszában (majdnem 90%) mikroszkopikus és láthatatlan formában létezett. Körülbelül 540 millió évvel ezelőtt kezdődött egy teljesen új forradalmi időszak, amelyet a tudomány kambriumi korszaknak nevez. Ez az időszak nagyszámú, kemény héjjal, csontvázzal és erős héjjal rendelkező többsejtű faj gyors megjelenésének időszaka. Megjelentek az első halak és gerincesek, az óceánokból származó növények elkezdtek vándorolni a Földön. Az első rovarok és utódaik hozzájárultak az állatvilág elterjedéséhez a Földön. A szárnyas rovarok, kétéltűek, az első fák, hüllők, dinoszauruszok és mamutok, az első madarak és az első virágok egymás után kezdtek megjelenni (a dinoszauruszok 65 millió évvel ezelőtt tűntek el, nyilván a Föld és egy hatalmas meteorit óriási ütközése miatt). Aztán eljött a delfinek, bálnák, cápák és főemlősök korszaka, a majmok ősei. Körülbelül 3 millió évvel ezelőtt jelentek meg a szokatlanul nagy és fejlett agyú lények, a hominidák (az ember első ősei). Az első ember (homo sapiens) megjelenése 200 000 évvel ezelőttre nyúlik vissza. Egyes elméletek szerint az első ember megjelenése, aki minőségileg különbözött az állatvilág összes többi fajától, a hominidák erős mutációjának eredménye lehetett, ami egy új allél (allél) kialakulásának forrása volt. ) - az egyik gén módosított formája. A modern ember megjelenése hozzávetőlegesen 100 000 évvel ezelőttre nyúlik vissza, történelmünk történelmi és kulturális bizonyítékai nem haladják meg a 3000-74 000 évet, de technológiailag fejlett civilizációvá csak nemrég, alig 200 éve váltunk!

A Földön az élet körülbelül 3,5 milliárd éves biológiai evolúció eredménye. Az élet megjelenése a Földön számos kedvező - csillagászati, geológiai, kémiai és biológiai - körülmény eredménye. Minden élő szervezetnek, a baktériumoktól az emberekig, közös őse van, és több olyan alapvető molekulából áll, amelyek az Univerzumunk összes objektumára jellemzőek. Az élő szervezetek fő tulajdonsága, hogy reagálnak, növekednek, reprodukálnak és információt továbbítanak egyik generációról a másikra. Mi, a földi civilizáció fiatal korunk ellenére sokat értünk el: elsajátítottuk az atomenergiát, megfejtettük az emberi genetikai kódot, komplex technológiákat alkottunk, elkezdtünk kísérletezni a géntechnológia (szintetikus élet) területén, klónozással foglalkozunk, és azon dolgoznak, hogy növeljék a várható élettartamunkat (a tudósok még ma is arról vitatkoznak, hogy a várható élettartamot 800 évre vagy még tovább növeljük), elkezdtek az űrbe repülni, számítógépeket találtak fel, sőt még a földönkívüli civilizációval is megpróbálnak kapcsolatba lépni (SETI program, Search). földönkívüli intelligencia számára). Mert egy másik civilizáció egészen más fejlődési utat fog bejárni, teljesen más lesz, mint a miénk. Ebben az értelemben minden civilizáció egyedi a maga módján – talán ez az egyik oka annak, hogy a SETI program sikertelen volt. Elkezdtünk beavatkozni a szentek szentjébe, i.e. olyan folyamatokba, amelyek a természeti környezetben több millió és millió évig tartanának.

Hogy jobban megértsük, milyen fiatalok vagyunk, tegyük fel, hogy a Föld teljes története egy év, és történelmünk január 1-jén kezdődött. Ebben a léptékben a prokarióták és a kékeszöld baktériumok már június 1-jén megjelentek, ami hamarosan oxigénnel dúsított atmoszférához vezetett. A kambrion korszak november 13-án kezdődött. A dinoszauruszok december 13-tól december 26-ig éltek a Földön, az első hominidák pedig december 31-én délután jelentek meg. Az újévre mi, már modern emberek, elküldtük az első üzenetet az űrbe - Galaxisunk másik részére. Csak körülbelül 100 000 év múlva (vagy a mi léptékünk szerint 15 percen belül) üzenetünk (még senki által nem olvasott) elhagyja galaxisunkat, és más galaxisokba rohan. El fogják olvasni valaha? Nem fogjuk tudni. Nagy valószínűséggel nem.

Nemcsak évmilliárdok kellene ahhoz, hogy a miénkhez hasonló civilizáció megjelenjen az Univerzum egy másik részén. Fontos, hogy egy ilyen civilizációnak legyen elég ideje a fejlődésére, technológiaivá való átalakulására, és ami a legfontosabb, hogy ne tegye tönkre önmagát (ez a másik oka annak, hogy nem találunk másik civilizációt, bár már több mint 50 éve kerestük év: elpusztulhat, mielőtt technológiássá válna). Technológiánk káros hatással lehet a légkörre. Már ma is aggódunk az ózonlyukak megjelenése miatt a légkörünkben, amelyek az elmúlt 50 évben jelentősen megnövekedtek (az ózon egy háromatomos oxigénmolekula, amely általában méreg). Ez technológiai tevékenységünk eredménye. Az ózonhéj megvéd minket a Nap veszélyes ultraibolya sugárzásától. Az ilyen sugárzás ózonlyukak jelenlétében a Föld hőmérsékletének növekedéséhez és ennek következtében globális felmelegedéshez vezet. A Mars felszíne ma steril az ózonréteg hiánya miatt. Az elmúlt 20 év során a Föld légkörében lévő ózonlyuk egy nagy kontinens méretűre nőtt. A hőmérséklet akár 2 fokos emelkedése a jég olvadásához, az óceánok szintjének emelkedéséhez, valamint párolgásuk és a légkör szén-dioxid-szintjének veszélyes növekedéséhez vezet. Ezután a légkör új felmelegedése következik be, és ez a folyamat addig tart, amíg az összes tenger és óceán el nem párolog (a tudósok ezt a jelenséget elszabadult üvegházhatásnak nevezik). Az óceánok elpárolgása után a szén-dioxid mennyisége a légkörben mintegy 100 000-szeresére nő, és eléri a 100%-ot, ami nemcsak a föld légkörének ózonrétegének teljes és visszafordíthatatlan pusztulásához vezet. minden élet a Földön. Az eseményeknek ez a fejlődése naprendszerünk történetében már megtörtént a Vénuszon. 4 milliárd évvel ezelőtt a Vénuszon a földi állapotokhoz közel álltak a körülmények, és talán még élet is volt ott, mert... A nap azokban a távoli időkben nem sütött olyan fényesen (tudható, hogy a napsugárzás intenzitása fokozatosan növekszik). Lehetséges, hogy a Vénuszról az élet a Földre vándorolt, a Földről pedig a napsugárzás növekedésével a Marsra vándorol, bár nyilvánvalóan az élősejtek űrben való vándorlásának problémái miatt ez a fejlődés nem valószínű. A Vénusz légkörében a szén-dioxid mennyisége ma 98%, a légköri nyomás pedig csaknem százszorosa a földinek. Ez a globális felmelegedés és a Vénusz-óceánok párolgása következménye lehet. A Vénusz és a Mars fontos leckét tanítanak nekünk, i.e. ma már tudjuk, mi történhet bolygónkkal, ha nem tesznek intézkedéseket. Egy másik probléma a napsugárzás növekedésével kapcsolatos, ami végeredményben ismert eredménnyel elszabadult üvegházhatást okoz a Földön.

Fejlődésünk exponenciális, gyorsuló. A Föld népessége 40 évente megduplázódik, és az elmúlt 2000 évben körülbelül 200 ezerről 6 milliárdra nőtt. Az ilyen gyors fejlődés azonban nem tartalmazza-e létünk veszélyének magvait? Elpusztítjuk civilizációnkat? Lesz-e időnk fejlett civilizációvá válni, és megérteni történelmünket? Képesek leszünk-e mélyre repülni az űrbe, és találunk-e egy másik, a miénkhez hasonló civilizációt? Einstein szerint a világ legcsodálatosabb dolga az, hogy a világ megismerhető. Talán ez az emberi civilizáció egyik legérdekesebb jellemzője - a világ titkainak felfedésének képessége. Megérthetjük a világot, amelyben élünk, és megérthetjük az azt irányító törvényeket. De miért léteznek ezek a törvények? Miért egyenlő például a fénysebesség 300 000 km/sec vagy miért pont a matematikában jól ismert i szám (a kör kerületének és átmérőjének aránya) pontosan 3,14159...? A. Michelson amerikai fizikus a fénysebesség példátlan pontosságú méréséért kapott Nobel-díjat (hadd emlékeztessem önöket, hogy ez óriási érték: ilyen sebességgel haladva körülbelül egy másodperc alatt a Holdon találjuk magunkat, a Napon 8 perc alatt, a Galaxis közepén pedig 28 000 év múlva). Egy másik példa, hogy a 30 millió darabból álló, egyenként 500-600 betűből álló genetikai kód dekódolása 15 évnyi munkát igényelt összetett programok és számítógépek segítségével. Kiderült, hogy a teljes kód hossza megegyezik 100 millió betű hosszával. Ez a felfedezés a két évezred fordulóján történt, és azt mutatta, hogy a sérült gén megfelelő szakaszán lévő hibák kijavításával képesek lehetünk bármilyen összetett betegség kezelésére. A matematikusok gyors számítógépek segítségével hihetetlen pontossággal, billió tizedesjegyig kiszámolták az I számot, hogy megtudják annak pontos értékét, és egy egyszerű képlettel leírják ezt a számot. Ki találta ki ezeket a számokat, és miért olyanok, amilyenek? Hogyan lehet a genetikai kód ilyen tökéletes? Hogyan kapcsolódnak a fizikai állandók univerzumunkhoz? Természetesen tükrözik Univerzumunk geometriai felépítését, és láthatóan eltérő jelentéssel bírnak a különböző univerzumok számára. Ezt ma nem tudjuk, ahogy sok mást sem. De arra törekszünk, hogy megtaláljuk világunk általános törvényeit, vagy akár egyetlen törvényt, amelyből az összes többi törvényt megkaphatnánk egy adott esetben, és ami nagyon fontos, hogy megértsük a világállandók jelentését. Azt sem tudjuk, hogy létünk összefügg-e valamilyen küldetés teljesítésével.

De térjünk vissza történelmünkhöz és fejlődésünkhöz. Véget ért és mi a jelentése? Mi lesz velünk évmilliók múlva, ha természetesen sikerül megoldanunk a technológiai problémáinkat, és nem pusztítjuk el magunkat? Mit jelent annak, hogy történelmünkben olyan ragyogó személyiségek jelennek meg, mint Einstein, Shakespeare vagy Mozart? Lehetséges-e új mutáció és egy másik, az embernél tökéletesebb faj létrehozása? Meg tudja-e oldani ez az új faj az univerzum problémáit, és értelmet adhat-e történelmünknek? Felfedeztük a törvényeket és lélegzetelállító pontossággal mértük a világ állandóit, de nem értjük, miért olyanok, amilyenek, vagy mi a szerepük az univerzumban. Ha ezek az állandók csak egy kicsit változnának, akkor az egész történelmünk másképp nézne ki. A genetikai kód bonyolultsága és rejtélye ellenére maga az Univerzum rejtélyei végtelennek tűnnek. Mi ezeknek a rejtélyeknek a lényege, és vajon meg tudjuk-e fejteni őket? Természetesen változni fogunk. De hogyan? Mi vagyunk a legmagasabb és utolsó láncszem fejlődésünk hosszú történetében? Történelmünk valami zseniális terv eredménye, vagy egyszerűen az idő és a hosszú fejlődés által lehetővé tett kedvező feltételek százai és ezrei eredménye? Kétségtelen, hogy a fejlődésünknek nincs határa, és végtelen, ahogy a világ is végtelen, millió és millió univerzumból áll, amelyek folyamatosan pusztulnak és alakulnak újra.

Ilja Gulkarov, professzor, a fizikai és matematikai tudományok doktora, Chicago
2005. június 18

Utasítás

A földi élet eredetére vonatkozó abiogén hipotézisek szerint az élet keletkezésének első lépése a szerves biopolimerek szintézise volt. A kémiai evolúció révén a biopolimerek átkerültek az első élő szervezetekhez, amelyek a biológiai evolúció elvei szerint fejlődtek tovább. E történelmi fejlődés és összetettség során számos életforma alakult ki.

A Föld története hosszú időszakokra - korszakokra oszlik: katarkei, archeai, proterozoikum, paleozoikum, mezozoikum és kainozoikum. A paleontológia, az elmúlt geológiai korszakok ősi organizmusainak tudománya segít a tudósoknak adatokat szerezni a földi élet fejlődéséről. Fosszilis maradványok – puhatestűhéjak, fogak és halpikkelyek, tojáshéjak, csontvázak és egyéb kemény részek – felhasználásával több tíz- és százmillió évvel ezelőtt élt organizmusokat vizsgálnak.

Feltételezések szerint az archeai („ősi”) korszakban a baktériumok uralták a bolygót, amelyek létfontosságú tevékenységének eredménye a márvány, grafit, mészkő stb. Az archeai lerakódásokban oxigénmentes fotoszintézisre képes cianobaktériumok maradványait is találták. Úgy gondolják, hogy az ókor végén az élő szervezetek prokariótákra és eukariótákra oszlottak.

A proterozoikumban - a korai élet korszakában - az élő szervezetek tovább bonyolítottak, táplálkozási és szaporodási módszereik tovább fejlődtek. Minden élet a vízi környezetben és a tározók partjai mentén összpontosult. Az állatok között sokféle coelenterátum és szivacs jelent meg. A proterozoikum korszakának vége felé mindenféle gerinctelen állat és az első – koponya nélküli – chordák is megjelentek. Az üledékekben férgek, puhatestűek és ízeltlábúak maradványai is megtalálhatók. A lándzsát a korai élet korszakának egyetlen leszármazottjának tekintik, amely a mai napig fennmaradt.

A paleozoikum az „ókori élet” korszaka. Tartalmazza a kambrium, ordovícium, szilur, devon, karbon és perm időszakot. A paleozoikum, a kambrium kezdetén megjelentek a gerinctelen állatok, amelyeket kitinből, kalcium-karbonátból és foszfátból, valamint szilícium-dioxidból épített kemény váz borított. Az állatvilágot elsősorban bentikus élőlények - korallpolipok, szivacsok, férgek, archaeciák, tüskésbőrűek és ízeltlábúak - képviselték. A trilobiták – a legidősebb ízeltlábúak – elérték legnagyobb jólétüket.

Az ordovíciumot a Föld súlyos elárasztása és sokak megjelenése jellemzi. Ebben az időszakban különösen elterjedtek az ízeltlábúak és puhatestűek, de megjelentek az első állkapocs nélküli gerincesek is.

A szilúrban állatok és növények kerültek a szárazföldre. Az elsők a és voltak, amelyek nyilvánvalóan trilobitokból származtak. A devon korszakban primitív állkapcsos halak keletkeztek, porcos csontvázzal és héjjal borítva. Tőlük származtak cápák és lebenyúszójú halak, a légköri levegő beszívására már képes lebenyúszójú halak közül pedig az első kétéltűek (ichthyostegas, stegocephals).

A karbon-korszakban, a mocsarak és a hatalmas mocsarak időszakában a kétéltűek elérték csúcspontjukat, és megjelentek az első rovarok - csótányok, szitakötők és szárnyasok. Megjelentek a primitív hüllők is, akik szárazabb helyeken laknak. A permben az éghajlat szárazabbá és hűvösebbé vált, ami a trilobiták, a nagy puhatestűek, a nagy halak, a nagy rovarok és a pókfélék kipusztulásához vezetett. A hüllők ekkoriban lettek a legnagyobb számban. Megjelentek az emlősök ősei - a terapeuták.

A mezozoikum triász, jura és kréta időszakra oszlik. A triász korban sok hüllő (teknősök, ichtioszauruszok, dinoszauruszok, plesioszauruszok) és rovarok keletkeztek. Az időszak végén megjelentek a melegvérű állatok első képviselői. A jura időszakban a dinoszauruszok elérték fejlődésük csúcsát, és megjelentek az első hüllőkhöz hasonló madarak.

A kréta időszakban erszényes állatok és emlősök keletkeztek. A kréta korszak végén számos állatfaj – dinoszauruszok, nagy hüllők stb. – tömeges kihalása következett be. A tudósok ezt a klímaváltozásnak és az általános lehűlésnek tulajdonítják. A melegvérű állatok - madarak és emlősök, amelyek virágkora a kainozoikumban következett be - az új élet korszaka, amely a paleogén, a neogén és az antropocén időszakból állt, előnyt élveztek a túlélésért folytatott küzdelemben.

Hogyan terjedtek el az emberi ősök a világon? Miért ereszkedtek le a fán élő főemlősök a földre és álltak két lábra, miközben Afrika fekete populációja az egyetlen fajtatiszta Homo sapiens? A biológiai tudományok kandidátusa, a Moszkvai Állami Egyetem Biológiai Kar Antropológiai Tanszékének docense ezekre a kérdésekre próbált választ adni előadásában, amelyet a Gorkij parkban tartottak az Open Environment projekt keretében. Lomonoszov, az Anthropogenesis.ru portál tudományos szerkesztője Stanislav Drobyshevsky.

Az ember eredetét különböző pontokról lehet megszámolni - mondjuk a főemlősök megjelenésétől (kb. 65 millió évvel ezelőtt), de ezt a legegyszerűbben az egyenes járás pillanatától lehet megtenni. Az egyenes járás megjelenéséről már a 19. század óta gondolnak, amikor kiderült, hogy az ember így vagy úgy, a főemlősök leszármazottja, de az evolúció köztes láncszemei, a félig négylábú, félig felálló, hosszú ideig elkerülték a kutatókat. idő.

Főemlősből emberré

Csak szó szerint az elmúlt tíz évben jelentek meg ezeknek a lényeknek a csontjai. Jelenleg a legrégebbi közülük a Sahelanthropus Chadian, akinek koponyáját és alsó állkapcsát, valamint fogait a Csád Köztársaságban találták meg. Körülbelül 7 millió évesek.

Abban az időben ez a terület szavannákat, tavakat és bokrokat tartalmazott. Ebben az időben az éghajlat kiszáradt, és az Afrika nagy részét borító trópusi erdőkben élő főemlősök nehézségekbe ütköztek.

Ebben a helyzetben három lehetőségük volt. Először is, kihalni, mert az erdők eltűntek, és nem volt hova menni. A legtöbb főemlős biztonságosan követte ezt a sorsot, és most megvannak a csontjai. A második lehetőség az erdőkben maradás, mert nem mindegyik tűnt el (most elég sok a trópusi erdő Közép- és Nyugat-Afrikában). Ma két csimpánz- és gorillafajnak ad otthont. A harmadik lehetőség az új körülményekhez való alkalmazkodás volt, amit egyes főemlősök meg is tettek.

De a nyílt területeken sok különböző probléma merült fel. Ezeknek a lényeknek az ősei fára másztak, de a szavannákban nincs több fa. Felmerült a hőszabályozás és a ragadozók elleni védekezés problémája, és másképp kellett táplálkoznunk. Mindez oda vezetett, hogy két lábra állva leereszkedtek a földre.

Persze nem ez az egyetlen lehetőség, mert ekkortájt a páviánok is leszálltak a fákról, és négykézláb jártak tovább. De őseink nagyobbak voltak, mint a páviánok, előre alkalmazkodtak a függőleges testhelyzethez, és kiderült, hogy könnyebben álltak két lábon, felszabadítva két karjukat.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy azonnal elkezdtek valami hasznosat tenni a kezükkel. A következő néhány millió évben a kezet gabona hántolására és gyümölcsszedésre használták – ez nem túl szellemi tevékenység. Ezek az első egyenes lények (beleértve a Sahelanthropust is) valójában kétlábú majmok voltak.

A fejük kicsi volt, az agyuk körülbelül 100 grammal kevesebbet tartalmazott, mint egy csimpánzé, a pofájuk pedig nagyon nagy volt. Az egyenes járáson kívül csak két progresszív jellemzőjük volt: a foramen magnum alacsonyabb helyzete a koponyán, amely összeköti az agyat a gerincvelővel, és kis agyarai.

A kis agyarak nagyon fontos jelek, mert ez vezetett oda, hogy durván szólva kedvesebbek lettek. A majmoknak nagy fogakra van szükségük ahhoz, hogy megijeszthessenek valakit, mivel ezek növényevők, és nem harapnak meg senkit velük. De ha egy pávián feltárja a fogait, amelyek nagyobbak, mint a leopárdé, akkor lenyűgöző. Amikor Sahelanthropus kitárta a fogát (ami természetesen több volt, mint a miénk, de sokkal kevesebb, mint a csimpánzoké), az nem volt túl lenyűgöző.

Ennek eredményeként új utakat dolgozott ki „gazdag belső világának” és érzéseinek kifejezésére. A kezek felszabadítása volt az első lépés a gazdag gesztusok, arckifejezések és beszéd megjelenése felé (akkor persze még nem volt beszéd, de megvoltak az első előfeltételei).

Érdekes, hogy a függőleges járás valószínűleg nem csak egyszer, hanem többször is felmerült. Valamivel később, körülbelül 6 millió évvel ezelőtt Orrorin Kelet-Afrikában élt. 2000-es felfedezése óta a populáris kultúra "ezeréves emberként" emlegetik. Nem maradt belőle teljes koponya, csak töredékek, de a combcsontok megmaradtak. Ez a csont közvetlenül kapcsolódik a mozgás típusához, és azt mutatja, hogy Orrorin többé-kevésbé egyenesen állt.

A kutatók azt is felvetették, hogy az Orrorinok egyenesebbek voltak, mint a későbbi Australopithecus. Furcsán nézett ki – kiderült, hogy először őseink fejlődtek, majd leépültek, majd újra fejlődtek. A közelmúltban, 2014-ben egy új tanulmányt végeztek az orrorinok combcsontjain, amely kimutatta, hogy a progresszív jellemzők ellenére a jellemzők többsége hasonlóvá teszi őket az ősibb négylábú főemlősökhöz, amelyek 10 millió évvel ezelőtt vágtattak a fák között. . Vannak ororrin fogak is (a fogak általában jó állapotban vannak), és ezek a fogak, bár valamivel kisebbek, mint a Sahelanthropusé, sokkal nagyobbak, mint a mieink.

Ardipithecus és Australopithecus

Egy idő után megjelenik az Ardipithecus. Jelenleg két fajuk ismert: az Ardipithecus ramidus (4,5 millió évvel ezelőtt élt) és az Ardipithecus kadabba (ősibb, több mint 5 millió évvel ezelőtt élt). Az ősibbeket a maradványok kis száma miatt kevéssé tanulmányozták. Az Ardipithecus ramidust sokkal jobban tanulmányozták, mivel egy majdnem teljes csontvázat találtak, amiről szó lesz. Ezt a csontvázat 1994-ben fedezték fel, de 2006-ig nem publikáltak róla tudományos munkát, mivel nagyon sérült állapotban találták meg, és mindvégig rekonstruálták.

Az Ardipithecus ramidus figyelemre méltó köztes szakasz a majom és az ember között. Valójában ez az a „hiányzó láncszem”, amelyről Darwin kora óta álmodoznak, és most végre megtalálták. Jellemzői csaknem 50/50, hogy majmokhoz és emberekhez egyaránt tartoznak. Például a karjai majdnem térdig érnek, a lábán pedig a nagylábujja áll ki, hasonlóan a miénkhez.

Agya 400 grammot nyom, akár egy csimpánzé (összehasonlításképpen: a modern ember súlya 1400). Koponyája felépítése megegyezik a majoméval, és egyetlen dolog, ami megkülönbözteti a majomtól, az a kis agyarai és a kétlábú komplexuma. De ezekkel a primitív tulajdonságokkal együtt vannak fejlettek is.

Meglehetősen fejlett medencéje van. Az embernél a medencecsontok alacsonyak és szélesek, alkalmasak a két lábon való járásra, míg a majmoknál keskenyek és magasak, az egész testük pedig megnyúlt. Az Ardipithecusban minden szigorúan középen van - magassága és szélessége megközelítőleg azonos. És meg kell jegyezni a láb tökéletes szerkezetét. A hüvelykujj kiálló ugyan, de hosszanti és keresztirányú ívei vannak, amelyek az egyenes járáson kívül máshoz nem szükségesek. Ugyanakkor Ardipithecus jól mászott fára, nagy valószínűséggel négykézláb tudott futni a tenyerén támasztva, és tudott két lábon járni.

Ezek után az evolúció bárhová eljuthat. Az emberi ősök visszamehettek a közeli erdőkbe, a szavannán kötöttek ki, négykézláb mozoghattak, mint a páviánok, vagy két lábon járhattak, és szerencsére két lábon jöttek ki. lábak. Ahol az Ardipithecus ramidus élt, egyfajta parkszerű közösség volt, a terület körülbelül 40 százalékát borító lombkoronákkal. Nem lehet a végtelenségig ágról ágra ugrani, néha le kell jönni a földre. Másrészt a fák gyakran állnak, és fel lehet mászni a fára.

Később a szavannák kitágultak és nyitottabbá váltak, és ekkor jelent meg az australopitecinek egy csoportja. Mindannyian Afrikában éltek, teljesen kétlábúak voltak, és fejtől lefelé szinte embernek látszottak. Majdnem, de nem egészen, mert a lábujjukon a nagyujj kissé, de elválik a többitől. A kezük arányaiban hasonlított a miénkhez, de az egyes csontok felépítésében inkább egy majomra emlékeztetett. Kőszerszámokat nem készítettek.

A fejük többnyire olyan volt, mint egy majomé. Az australopithecus agytömege 400-450 gramm volt, a legtehetségesebb - 500 gramm, azaz körülbelül megegyezik a csimpánzéval. A legtöbb australopitecin magassága 1-1,5 méter volt, és ha nem az agy abszolút méretét, hanem a testtömeghez viszonyítva számítja ki, kiderül, hogy még mindig okosabbak voltak, mint a csimpánzok, de ez nyilvánvalóan nem nyilvánult meg bármilyen módon egészen addig.

Körülbelül 2,5 millió évvel ezelőtt jött el az idő, amikor az éghajlat még szárazabb és hidegebb lett (nem szabad azonban elfelejteni, hogy ez Afrika, vagyis afrikai mércével mérve hidegebb). Az Australopithecines két ágra szakadt. Az egyik a Paranthropus vagy a hatalmas australopitecus volt. Nagyon erős rágókészülékkel, hatalmas állkapcsokkal és fogakkal különböztették meg őket, és amikor a tudósok megtalálták az első képviselőt, „diótörőnek” nevezték.

Nyilvánvalóan növényzetet ettek, vagyis vegetáriánusok voltak. Egymillió éves létezés után kihaltak. De abban az egymillió évben virágoztak, és ezalatt az afrikai szavanna uralkodó főemlősfajai voltak. Maradványaikat hatalmas számban találják meg (eddig több ezret találtak) – sokszor többet, mint mondjuk az egy időben élt ősi leopárdok és oroszlánok.

Első emberek

Ezekkel a hatalmas australopitecinekkel szinkronban megjelentek az első emberek - a Homo nemzetség. Ne gondolja, hogy úgy néztek ki, mint a modern emberek, mivel a Homo csak egy nemzetség. A Homo Habilis, a Homo habilis szerkezetében nem nagyon különbözött az Australopithecustól. Magassága továbbra is ugyanaz a 1,5 méter, a kéz-láb felépítésében még sok volt a primitívség, bár az agy nem volt kimondottan nagy, tömege lényegesen nagyobb, mint az Australopithecusé, nem 450-500 gramm, hanem 600-700 és még több.

Ez már sok. Egy modern ember számára ez a minimum - létezik az „agy Rubicon” fogalma, az a határ, amely elválasztja az embert a majmoktól az agytömeg tekintetében, és ez 750-800 gramm. Megkülönbözteti az Australopithecineket a Homo habilis-tól, és megkülönbözteti a modern mentálisan normális embereket az abnormális emberektől, mikrokefáliásoktól, akiknek valamilyen veleszületett rendellenességük van, és akiknek nem nő az agya. Például egy embernek 300 grammos agya lehet – kevesebb, mint egy csimpánzé, és élni fog, de nem tud gondolkodni.

Figyelemre méltó, hogy körülbelül 2,5 millió évvel ezelőtt jelentek meg az első kőeszközök, amelyeket Afrikában találunk. Közülük a legrégebbieket az etiópiai Gona lelőhelyen találták meg, és szó szerint alig egy hónapja érkezett az információ, hogy a szintén afrikai Lomekwi ásatási lelőhelyen ősibb eszközöket találtak, amelyek életkora 3,3 millió év. A leletről még nincs tudományos publikáció, így a 2,5 milliós dátum megbízhatónak tekinthető.

Az első kőeszközök nagyon primitívek voltak. Kavicsos kultúra volt – egy kavicsot vagy bármilyen nagy macskakövet kettéhasítottak, és két-három ütéssel levágták. De bármennyire is primitívek, nehéz elkészíteni őket. A képzett ember legprimitívebb szerszámát sem tudja modern ember elkészíteni. Láttam, ahogy a hatalmas tapasztalattal rendelkező régészek megpróbálták lemásolni az ókori emberek eszközeit, és akkoriban elérték a Pithecanthropus szintjét ebben a kérdésben.

Mindez arra utal, hogy a mozdulatok koordinációja, mire az ügyes ember megjelent, volt elég agy a cselekvések megtervezéséhez – az eszköztípusok megismételhetősége arra utal, hogy volt tervük, tudták, mit akarnak elérni.

A haladás nem állt meg, és körülbelül 1,5 millió évvel ezelőtt, ismét Kelet-Afrikában, megjelentek az első bizonyítékok arra, hogy az emberek tüzet használnak. Még korábban, 1 millió 750 ezer évvel ezelőtt jelentek meg az első lakások. Ez a szó büszkén hangzik, de valójában olyanok voltak, mint a kövek által lenyomott ágakból készült szélsorompó. A normál lakások sokkal később jelentek meg északon, Eurázsiában.

Körülbelül 2 millió évvel ezelőtt az emberek végre elhagyták Afrikát. Jelenleg Afrikán kívül a legrégebbi ismert emberek a mai Georgia területén éltek. Nyilvánvaló, hogy Grúzia nem kommunikál Afrikával, oda nem teleportáltak az emberek, és a nyomaik valahol útközben kell, hogy legyenek, de eddig nem találták meg őket. Fejlettségük megegyezett az afrikaival, kőszerszámaik voltak, de nagyon primitívek, kicsi agyúak (700-800 gramm), alacsony termetűek (1,4 méter), nagy arcuk, nehéz szemöldökük volt.

Valószínűleg ezek az első kilépések Afrikából szomorúan végződtek. De körülbelül 1,5-1,2 millió évvel ezelőtt az emberek betelepítették az egész trópusi övezetet: Afrikát, a Földközi-tengert és Ázsiát - egészen Jáváig. A település útja mentén egy új faj alakult ki belőlük - a Homo Erectus. Természetesen az egyenes járás sokkal korábban megjelent, de Eugene Dubois számára, aki a 19. század végén találta meg ennek a fajnak az első csontjait Jáván, ez volt a legősibb erectus.

Ez a faj jobban hasonlít az emberhez, mint elődei. Az agyuk súlya körülbelül 1 kilogramm. Új kultúrát alakítottak ki - az Acheulean-t (Afrikában jelent meg, majd más helyekre is elterjedt). Kőbaltákat készítettek - nagy szerszámokat, minden oldalról feldolgozva. Ráadásul a későbbi kőbalták nagyon szimmetrikus, sőt túl szimmetrikus formájúak voltak, hiszen a funkcionalitás szempontjából nem volt rá szükség.

Egyes régészek úgy vélik, hogy ez a művészet születésének bizonyítéka - ha egy kő szép, jó ránézni, és esztétikai élvezetet kap tőle. Vannak olyan fejszeleletek, amelyek közepén vörös színű zárvány volt, és a Homo erectus nem ledöntötte, hanem szándékosan hagyta el. Vagy a sziklában volt egy kövület, és nem rombolta le, hanem speciálisan fogantyúvá tervezte.

Fotó: Kenneth Garrett/Danita Delimont/Global Look

Eleinte főleg az Indiai-óceán partjain telepedtek le. Ahogy kifelé sétáltak Afrikából, jobbról óceán volt, balról pedig többnyire sivatag. Nagyon sok finom étel áll előttünk, és az éhes rokonok lemaradtak. Ilyen helyzetben nagyon gyorsan rendeződtek. A számítások azt mutatják, hogy 5 ezer év múlva Afrikából Jávára „futhatnának”. Tekintettel a rendelkezésünkre álló randevúzási módszerek bizonytalanságára, azt látjuk, hogy szinte azonnal és mindenhol megjelentek. Ugyanez megtörtént nem egyszer, hanem sokszor elhagyták Afrikát.

Körülbelül 500 ezer évvel ezelőtt megjelent egy új faj - a Homo heidelbergensis, a heidelbergi ember (a németországi Heidelberg város tiszteletére, ahol a 20. század elején találták meg ennek a fajnak az első állkapcsát). Ma már világos, hogy Afrikában és Eurázsiában szinte mindenhol éltek. Agyuk tömege a miénkhez hasonló volt - 1300 gramm, és körülbelül 1450 gramm, ami a modern emberéhez hasonlítható.

Úgy tartják, hogy ők léptek be először a mérsékelt égövi zónába, ahol tél van. 2014-ben azonban a Homo antecessor emberek korábbi nyomaira bukkantak Angliában, de nem világos, hogy mennyi ideig tartózkodtak ott. A Homo heidelbergensis többé-kevésbé normális lakásokat épített kunyhók formájában, és meglehetősen tisztességes méretű - legfeljebb kilenc méter hosszú és négy méter széles, néha több kamrával.

Körülbelül 300 ezer évvel ezelőtt az emberek gyakran elkezdtek tüzet használni.

Őslakos eurázsiaiak

130 ezer évvel ezelőtt az Európában élt Homo heidelbergensisből fokozatosan neandervölgyiek lettek. Szigorúan véve nincs határ a Homo heidelbergensis és a Homo neanderthalensis között, de a klasszikus neandervölgyiek, akik 70 ezer évvel ezelőtt éltek, jelentősen eltérnek elődeiktől. Nagyon nagy agyuk van - átlagosan 1400 grammot, vagy akár 1500 grammot is, vagyis többet, mint a mi átlagunk.

Arcuk nagyon nagy és nehéz volt, nagy orruk és nagyon masszív testfelépítés: széles vállak, erőteljes, hordó alakú mellkas, kissé rövidített karok és lábak. Ezek az úgynevezett „hiperarktikus” arányok, amelyek alkalmazkodtak a hideg éghajlathoz - ekkor váltakozó glaciális és interglaciális időszakok kezdődtek. Igaz, nagyon hideg helyekre nem mentek be, de tüzet sem használtak túl gyakran. Amikor egész télen mínusz 10 van, és tűz nélkül kell élni, az nem túl egészséges, ezért testük arányait a hő megtartásához igazították. Így van ez a modern emberekkel is. Ha megnézzük az afrikai embereket, mindannyian botként nyúlnak ki – így gyorsabban hűl le a szervezet. Az északiak – az eszkimók, a csukcsok – valójában négyzet alakúak lesznek.

A neandervölgyiek megjelentek Európában - ők az őslakos lakosság. Innen telepedtek le a Közel-Keleten, majd tovább Ázsiában, körülbelül Altájig. A Közel-Keleten találkoztak a Homo sapiens-szel, a Homo sapiens-szel, akik Afrikában keletkeztek (nem mindenki ment el onnan, és akik maradtak, fokozatosan Homo sapienssé alakultak).

De Kelet-Ázsiában nem nagyon világos, hogy ki élt. Alig néhány évvel ezelőtt elemzést készítettek egy Altajban talált személy maradványairól a Denisova-barlangban. Kiderült, hogy a DNS-e (az ujj fogaiból és falanxából) különbözik mind a modern ember DNS-étől, mind a neandervölgyiek DNS-étől, amelyet 2001-ben fejtettek meg. Kiderült, hogy néhány Denisovan Kelet-Ázsiában élt.

A legtöbb fosszilis embert a csontvázukból ismerjük, és nem a DNS-ükből, de a Denisovanokat a DNS-ből ismerjük, de nem tudjuk, hogy kik voltak, mert csak két foguk és egy ujj falankája van tanulmányozva. Ennek a személynek a fogai nagyok, a falanx vastag volt, és ez alapján feltételezhető, hogy nagyok voltak, bár a fogak mérete nincs szoros összefüggésben a testmérettel.

A tudósok azonban részben tudják, hogyan alakul át a DNS megjelenéssé. Nem tudjuk, hogyan kódolja az orrot vagy az ajkakat, de azt tudjuk, hogy Denisovansnak sötét bőre, sötét haja és sötét szeme volt. Ezeket a géneket a neandervölgyiek esetében is figyelembe vették. Kiderült, hogy a bőrük világos, a hajuk egyaránt sötét és világos, és a szemük is világos. Érdekes módon a neandervölgyieknek máshogy volt szőke hajuk, mint nekünk. Ezt a tulajdonságot különböző mutációk okozhatják - a sötét pigmentet kódoló gének különböző módon „törhetnek”. Az európai homo sapiensben egy módon „összetörtek”, a neandervölgyieknél – egy másik, mondjuk a modern melanézeknél – harmadszor.

Fotó: Werner Forman Archívum/Global Look

A neandervölgyiek a Mousteri és a Micoqan kultúrából származó eszközöket használtak (voltak mások is, de ezek a legfontosabbak). Ezek a kultúrák fejlettebbek voltak az Acheuli, Pithecanthropus és Homo erectus kultúrákhoz képest. A bennük lévő eszközök pehelyveréssel készültek. Fogtak egy üres követ, töredékeket vertek le róla, amelyeket aztán levágtak. Bővült a szerszámok választéka és száma, csökkentek az előállításukhoz szükséges munkaerőköltségek. Ha korábban egy fejszét lehetett készíteni egy darabból, most egy csomó pelyhet készítettek belőle, és ezért sok szerszámot - hegyes hegyeket, kaparókat és sok mást.

A neandervölgyiek azonban meglehetősen elmaradottak voltak hozzánk képest. Egészen a közelmúltig elmaradottságukat láthatóan még eltúlozták is. Azt hitték, hogy szinte teljes egészében ragadozók, de néhány éve egy neandervölgyi fogból származó fogkő elemzését is elvégezték, és kiderült, hogy növényi táplálékot is fogyasztottak.

A legérdekesebb dolog az, hogy meghatározott alakú keményítőszemeket találtak a belga neandervölgyiek között - nyilvánvalóan árpából főztek kását. Hogy hogyan főzték, az nem egészen világos, mert nem volt kerámiájuk, de a néprajz megmutatja, hogyan lehet ezt megtenni. Például egy lyukban, egy kosárban, egy bőrtáskában, egy bölény gyomrában - ha vizet öntünk bele és forró köveket dobunk, a víz gyorsan felforr, és kását főzhetjük. Sok nép ezt tette egészen a 19. századig.

Ezenkívül kamilla és cickafarkszemcséket találtak egy nő fogain a spanyolországi Sidron-barlangból. Kevesen gondolják, hogy ezeket a növényeket csak úgy megrágják, mivel keserűek, ez arra utal, hogy volt gyógyszerük, hiszen ezek a növények gyógyhatásúak. Egy másik ilyen bizonyíték az iraki Shanidar-barlangból származik. Amikor elkezdték elemezni egy ősi ember temetését benne, kiderült, hogy a sírban a növényi pollen spórái halomban hevertek (vagyis csak beledobott virágok voltak), és ezek mind kizárólag gyógynövények. .

A Homo heidelbergensis úgynevezett „egészségügyi temetkezéseket” kezdett alkalmazni. Ha egy ember meghal, és a lába alatt fekszik, az kellemetlen, ezért elvitték, 500 méteren keresztül vonszolták és egy mély gödörbe dobták. Van egy 16 méteres repedéses szikla, amibe egy csomó embert beledobtak, és most megvan ez a csodálatos réteges csontos „torta”, amit a 70-es évek óta ásnak, és még mindig nincs kész. Már körülbelül kétezer csontot találtak.

Fotó: Caro/Oberhaeuser/Global Look

Mettmann, Észak-Rajna-Vesztfália, Németország - A Neander-völgyi Múzeum Mettmannban

A neandervölgyieknek már voltak valódi temetkezései. Sajátosságuk abban rejlik, hogy egynél több embert soha nem helyeztek egy sírba, mindig ugyanabban a helyzetben – a testet az oldalára guggolva, hogy kevesebbet ássanak. Szó szerint 20 centiméter földdel borították be a holttestet, hogy kívülről ne lógjon ki semmi. A legfontosabb, hogy a sírokban soha nem találhatók sírtárgyak, nincsenek díszítések, a testet nem szórják meg okkerrel, nincsenek állatcsontok – csak egy test, ez minden. Ugyanakkor a neandervölgyiek tudták, hogy valakit korábban temettek el a közelben – a sírok egymás után, párhuzamosan futottak egymás után.

De a közelmúltban megkérdőjelezték azt a posztulátumot is, amely szerint ezeknél az embereknél nincs fantázia. Bizonyítékot találtak a neandervölgyi művészetre – idén információkat tettek közzé a horvátországi krapinai lelőhelyről származó madárkarmok tanulmányozásáról. Ott ragadozó madarak, például a rétisas karmai kerültek elő, kopottan és jellegzetes mintázatban egy kupacban feküdtek - nyilván karmos nyakláncról volt szó. Még korábban is találtak fogakból készült medálokat és más hasonló dolgokat. Ebben a tekintetben azonban a neandervölgyiek katasztrofálisan le vannak maradva a Homo sapiens mögött.

Homo sapiens

A Homo sapiens 200-50 ezer évvel ezelőtt jelent meg Afrikában. Ebben az intervallumban találtak olyan maradványokat, amelyek Homo sapiensnek tűnnek, de ugyanakkor nem egészen az. Ha egy ilyen embert a modern emberek mellé ültetnének, akkor valaki észrevehet valami furcsaságot, de ha egy modern embercsoport ülne szemben az ókori emberek csoportjával, a különbségek nyilvánvalóak lennének. Például nem minden proto-sapiennek van álla, a szemöldöke erős, a fejük pedig nagy. És így a 200-50 ezer évvel ezelőtti időszakban mindez többé-kevésbé modern állapotba került.

Körülbelül 50 ezer évvel ezelőtt szinte semmiben sem különböztek tőlünk. Ez nem jelenti azt, hogy az evolúció, ahogy egyesek képzelik, megállt. Csak arról van szó, hogy az evolúciós változások egyszerűen nem jelenhetnek meg ilyen időben. Jártak, a fogak kisebbek lettek, a szemöldökök kisebbek lettek, a koponya csontjai elvékonyodtak, de ezek a különbségek nagyon kicsik voltak. Ha Pithecanthropust vesszük, aki 400 ezer éve és 450 ezer éve élt, akkor sem lesz akkora a különbség köztük.

Ebben az időben az emberek ismét túlléptek Afrikán. Számos hipotézis létezik arra vonatkozóan, hogy ez miért történt, köztük egy katasztrofális is, amely döntő szerepet tulajdonít a szumátrai Toba vulkán kitörésének. Elpusztíthatja Ázsia lakosságát, aminek következtében az intelligens emberek könnyebben benépesítették a lakatlan területeket. Ám szilveszterkor információkat tettek közzé az Izraelben történt felfedezésről. Ott találták meg a legősibb embert, teljesen értelmes szerkezetű.

50 és 40 ezer évvel ezelőtt az emberek Ausztráliában kötöttek ki, legkésőbb 12,4 ezer évvel ezelőtt megjelentek Amerikában (a legfrissebb adatok szerint - 20 ezer évvel ezelőtt). Ezzel befejeződött a bolygó betelepülése. Körülbelül 28 ezer éve tűntek el a neandervölgyiek, Ázsiában a deniszovák még korábban, de mindketten genetikailag hozzájárultak hozzánk, így Afrikában az egyetlen fajtatiszta Homo sapiens feketék.

Az egyetlen emberi faj, amely tovább élt, mint a neandervölgyiek és a denisovánok, az úgynevezett „hobbitok” voltak a kelet-indonéziai Floris szigetén. Őseik körülbelül egymillió évvel ezelőtt telepedtek le ott. Az ezt követő idők során felaprították és körülbelül egy méter magas emberekké változtak, akiknek agya 400 gramm volt, nagyon furcsa testalkatú, furcsa arányokkal. 17 ezer évvel ezelőtt tűntek el, amikor mindenhol intelligens emberek voltak. De vannak bizonyítékok a helyi lakosoktól bizonyos szőrös kisemberekről, akik a hegyekben éltek, akiket azonban behajtottak egy barlangba és elégették, így talán a „hobbitok” a 16. századig fennmaradtak.

Az anyagi világ keletkezéséről két nézet létezik. A vallások Istennek tulajdonítanak vezető szerepet a világrendben. A Biblia különösen beszél néhány napról, amelyek során Isten először a fényt teremtette, majd a vizet, majd az égboltot, majd az élőlényeket – egészen az emberig. Az egyházak azt állítják, hogy a „hat nap” egy metaforikus kifejezés, ahol egy nap nem egyenlő egy nappal, hanem sokkal tovább tart. A látható, anyagi világ keletkezésének egy másik, gyökeresen ellentétes nézete a tudományos. Az Univerzum evolúciója a tudósok kutatása szerint a 10-15 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanással (más néven ősrobbanással) kezdődött.

Mi történt, mielőtt minden létező létrejött? A modern csillagászat úgy véli, hogy ez egy minimális méretűre összenyomott gömb volt, amelyben a szabad elemi részecskék magas hőmérséklet és nyomás hatására mozogtak. Minden anyag, ami most betölti a hatalmas kozmoszt, egy nullára hajló pontba tömörült, ahonnan az Univerzum keletkezése és fejlődése elkezdődött. Még mindig nem világos, hogy mi okozta az ősrobbanást. Ez a robbanás azonban maga az Univerzum tágulásához vezetett, és ez a folyamat ma is tart. Mit jelent ez? Hogy ugyanannyi anyagrészecske idővel egyre nagyobb térfogatot foglal el.

Az anyagi világ örökre kitágul, vagy valamikor lelassul és teljesen leáll a térfogati bővülése, mint amit egy gránát felrobbanásakor látunk? Lehetséges, hogy ezek után az Univerzum evolúciója leáll, és helyébe az „összeomlás” szakasza lép, amely a kezdeti pontra szűkül. Még nem állunk készen arra, hogy erre a kérdésre biztosan válaszoljunk. De a tudósok által a világról alkotott kép már leírhatja az anyag növekedésének és átalakulásának egymást követő fázisait. Az első korszak – a hadronikus – csak a másodperc milliomod részeig tartott, de ez idő alatt megtörtént az antibarionok és barionok megsemmisülésének folyamata, protonok és neuronok keletkeztek.

Az Univerzum evolúciójának második és harmadik szakasza - leptonikus és fotonikus - szintén csak néhány másodpercig tartott. A második korszak végén neutrínótenger alakult ki, a fotonok korszaka pedig az anyag és az antianyag szétválásával zárult (ami a pozitronok és elektronok megsemmisülése miatt következett be). Az Univerzum tovább tágul, ami a részecskék és fotonok energiasűrűségének csökkenéséhez vezetett. A fotonszakasz átadta helyét a csillagszakasznak, amely a mai napig tart. A csillagok, galaxisok és galaxiscsoportok kialakulása azonban egyenetlenül ment végbe (és fordul elő még mindig).

Évmilliók teltek el az ősrobbanás után, amíg a legegyszerűbb részecskék atomokká változtak - főleg hidrogén és hélium (ezek az atomok az Univerzum fő alkotóelemei), az atomok molekulákká egyesültek, amelyekből vegyületekké alakultak és kristályok, anyagok, ill. ásványi kőzetek. A csillagkorszakban, amely ebben a szakaszban fejezi be az Univerzum evolúcióját, galaxisok, csillagrendszerek, bolygók jöttek létre, és élet keletkezett Földünkön. Mondhatjuk, hogy az „epikus tűzijáték” véget ért, és hűsítő parázson állunk szétoszló füst közepette?

A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az Univerzum evolúciója folytatódik. A hidrogén óriási felhalmozódásának örvényei ellapítják az anyagot, és örvényekké alakítják át ezeket a felhalmozódásokat. Így születnek gömb-, ellipszis- és lapos galaxisok (a kolosszális - százezer fényév - ciklus forgási sebességétől függően). A mi Tejútrendszerünk is az utóbbi típusú galaxishoz tartozik. A csillagok a galaxisok belsejében keletkeznek hidrogéncsomók nyomása alatt. Az evolúció hosszú szakaszain is keresztülmennek: a fehéren izzó szupernóváktól a „vörös óriásokig”, „fehér törpékig” és fekete lyukakig. Ugyanezek a folyamatok játszódnak le a Napunkkal is, miközben a Kozmosz tovább tágul.

A földkéreg kialakulásának és olvadásának gondolata, valamint az ezeket a folyamatokat kísérő kontinentális lemezek mozgása lenyűgözi a képzeletet mind a mozgó blokkok hatalmas méretével és súlyával, mind pedig azzal a kolosszális energiával, amely az egész megtartásához szükséges. rendszer mozgásban van. Nem kevésbé elképesztő azonban az élő szervezetek evolúciós folyamata, amely végigvonul a Föld bolygó egész történetén; megdöbbenést ébreszt az érintett élőlények óriási számán és az életet együttesen alkotó biokémiai folyamatok rendkívüli összetettségén. A Föld története során az egyes haldokló növényeket és állatokat üledékek alá temették, alakjukat és szerkezetüket a kőzetrétegekbe foglalt fosszilis maradványok formájában „megőrizték”. Napjainkban sok kövületet találtak és gyűjtöttek együtt. Ha sorba rendezi őket, láthatja, hogy folyamatos sorokat alkotnak. Néhány, a modern élőlények generációiban nyomon követhető változás a fosszilis maradványokból létrejött változási lánc közvetlen folytatását jelenti. Ezek a sorozatok együtt sok láncszemből álló összetett láncot alkotnak, amely több mint 3 milliárd éve folyamatosan nyúlik, mióta a kémiai evolúciót felváltotta az élőlények önszaporodása. Ennek a láncnak az elmélete, az élő szervezetek evolúciójának elmélete lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük az élet történetét, amelyet korábban a fosszilis formák kaotikus felhalmozódása jelentett. Ráadásul, amint azt a harmadik fejezetben már megjegyeztük, ez az elmélet lehetővé tette a különböző területek rétegeinek korrelációját, és így hozzájárult a geokronológiai skála felépítéséhez.

Amikor megkíséreljük felvázolni az élőlények történetét, természetesen az evolúció folyamatával kezdjük, amelyet fosszilis maradványokból rekonstruálunk. Kezdjük azokkal az adatokkal, amelyeken ennek a folyamatnak a megértése alapul, majd áttérünk a mechanizmus működésére.

Az evolúció bizonyítéka

Az elmúlt száz év során a tudósok körében az a hiedelem lett az uralkodó, hogy az evolúció mindig is működött, és működik ma is. Ez a hiedelem rengeteg tényen alapul, beleértve a tudomány különböző ágaiból származó adatokat. Különösen a különféle kövületek és a különböző állatok embriói közötti kapcsolat elemzésén, anatómiai adatokon, valamint a növények és állatok célzott nemesítésének tapasztalatán alapul.

Kövületek. Az evolúcióelmélet legmeggyőzőbb alátámasztása talán az összegyűjtött fosszilis bizonyítékokból származik. A különböző rétegekből gyűjtött kövületek összehasonlításakor nyilvánvalóvá válik, hogy minél fiatalabbak a kőzetek, annál összetettebb élőlények találhatók bennük; komplikáció lép fel a geokronológiai oszlop alapjától a tetejéig terjedő irányban. Ezt igazolják a Colorado Grand Canyonban feltárt rétegek. Ahogy a hetedik fejezetben megjegyeztük, a legősibb kövületi maradványok egysejtű élőlényekhez tartoznak, koruk szerint a következő növények, majd a legegyszerűbb állatok. Ez a progresszív szövődmény a fedő (azaz a fiatalabb) rétegekre vezethető vissza, és végül az ember a késő kainozoikum rétegeiben jelenik meg utoljára. Aligha lenne hiba ezt az összefüggést annak bizonyítékának tekinteni, hogy az evolúciós folyamat kezdete óta a biológiai evolúció folyamatosan új formákat és struktúrákat hozott létre.

Ha a különféle fosszilis maradványokat nem „natív” rétegeikkel, hanem egymással és más, jelenleg élő organizmusokkal hasonlítjuk össze, egy újabb meglepő mintázat rajzolódik ki. Ha a legközelebbi csoportokat kombináljuk egymással, akkor grafikusan a köztük lévő kapcsolatot fa formában, törzstel, nagy és kis ágakkal ábrázolhatjuk, és az ágak tetejére helyezzük el a jelenleg létező fajokat (ábra 30). Ha követjük ezen organizmusok eloszlását az ágak mentén, felülről lefelé, a változások észrevehetetlennek tűnnek, de az összhatás a kis ágakról a nagy ágak felé haladva meglehetősen jelentős lehet. A kis ágakról a nagyok felé haladva a fosszilis szervezetek egyre egyszerűbbé válnak, a legegyszerűbbek pedig a törzs tövében helyezkednek el. Így vagy úgy, ezek az életformák úgy kapcsolódnak egymáshoz, mint az ősök nevei a családfán. Még az apró protozoonok is az ember ősei, amint azt a vonalat eléggé lefelé nyomva megállapíthatjuk.

Rizs. 30. "Életfa", amely bemutatja az élet különböző formái közötti kapcsolatot, mind a modern, mind a fosszilis. A fenti diagram messze nem teljes; csak a legismertebb állatcsoportokat foglalja magában, és nem adja meg a növényvilág felosztását

Természetesen az „életfa” még mindig nem „kész”, s bár ez a 30. ábrán nem látható, egyes esetekben az egyes ágak közötti kapcsolatokat még nem sikerült nyomon követni. A fosszilis feljegyzések hiányosságai az adataink láncolatának hiányzó láncszemeit jelentik. De fokozatosan, egyenként, megtalálják a hiányzó láncszemeket, és átveszik a helyüket. Ilyen láncszem volt például az egyik legrégebbi és legprimitívebb fosszilis kétéltű - Ichthyost$ga, amelyet 1948-ban Grönlandon a devon rétegekben találtak. Annyira hasonlít a devoni halakra, hogy csak a végtagjai jelzik, hogy szárazföldi állatokhoz tartozik. (31. ábra). Ez a halak és a kétéltűek közötti kapcsolatot jelzi.

Egy másik hiányzó láncszem az Archeopteryx, az általunk ismert legprimitívebb madár, amelyet először Németország jura rétegeiben fedeztek fel 1861-ben. Ez a "tollas hüllő" köztes láncszem a hüllők és a madarak között, és madarak közé sorolják, mert tollak borítják. . Végül, a legidősebb ember - az Australopithecus, africanus (64. fotó), amelyet 1924-ben fedeztek fel Dél-Afrikában - sokkal primitívebb, mint az ősi emberek, akiket még mindig fosszilis maradványokból ismerünk. Új láncszemet alkotott a primitív emberi ősök láncolatában.

Az evolúciós lánc egyes ágai sokkal hosszabbnak bizonyultak, mint azt korábban gondolták. Például 1938-ban az Indiai-óceánon a halászok egy nagyon nagy, furcsa kinézetű halat, egy coelakantot fogtak ki (10. kép). Ez a sajátos lebeny alakú uszonyú primitív hal kövület formájában jól ismert volt, és a devontól a krétáig terjedő rétegekben volt megtalálható, de a kainozoikum kezdete előtt kihaltnak számított. Egy élő koelakant felfedezése további 70 millió évvel meghosszabbította ennek a fajnak a történetét. Ezek a halak - közeli rokonai a devoni lebenyúszójú halaknak, amelyekből a kétéltűek fejlődtek ki, amint azt fentebb megjegyeztük - szintén az emberi ősök láncolatát alkotják.

10. fotó Coelacanth, „élő kövület”. 1966 márciusában fogott példány

Egy másik "élő kövület" a Sequoia faj, a Metasequoia (11. kép), amelyről 1941-ig úgy gondolták, hogy a középső kainozoikum idején eltűnt. 1941-ben azonban megnyitották Kína egyik belső régiójában. Manapság ezeket a fákat, amelyek a jól ismert szekvóiával rokonok, Kínából más országokban hozott magvakból termesztik.

Az embriók hasonlósága. Az evolúció további bizonyítékai az embriók tanulmányozásából származtak. A különböző gerincesfajok fejlődő embriói fejlődésük korai szakaszában feltűnő hasonlóságot mutatnak egymással, de ahogy fejlődnek tovább, elvesztik ezt a hasonlóságot. Minél szorosabb a kapcsolat az állatfajok között (mint például az ember és a majmok között), annál tovább marad a hasonlóság fejlődő embrióik között.

Különösen figyelemre méltó az azonos kopoltyúrések jelenléte, amelyek a fejlődés korai szakaszában láthatók különböző állatfajoknál. Ezek a hiányosságok azonban fejlődésük során a különböző állatokban változnak. A halakban a kopoltyúrések és a hozzájuk tartozó szervek a kopoltyúkkal való légzés eszközét alkotják. De a különbözőképpen lélegző madaraknak és emlősöknek nincs szükségük kopoltyúrésekre a légzéshez. Olyan szervekké alakultak át, amelyek segítségével az állatok hangokat adnak vagy hallanak. Emberben például a fül és a torok egy része embrionális kopoltyúrésekből fejlődött ki. Ez meglehetősen erős bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy az emberek és más levegőt lélegző gerincesek megőrizték embrionális tulajdonságaikat, amelyeket távoli, kopoltyúlégző őseiktől örököltek, akik legalább 360 millió évvel ezelőtt éltek.

Csontváz hasonlóságok. Ha összehasonlítjuk az ősi és a modern szárazföldi gerincesek csontvázát (31. ábra), akkor ezek megközelítőleg ugyanazt jelzik, mint az embriók. A csontvázak hasonló számú csontból állnak, amelyek megközelítőleg ugyanabban a sorrendben vannak elrendezve. Csak az egyes csontok mérete és egymáshoz viszonyított aránya változik állatonként. Ez a következetesen látható hasonlóság csak egyet jelenthet: a modern szárazföldi gerincesek csontváza alapvetően egy nagyon régimódi kialakítás. Bár az idő múlásával egyes részeit meghosszabbították vagy lerövidítették, növelték vagy csökkentették, de összességében soha nem váltotta fel valami teljesen újjal. Csak folyamatosan, majd nagyon lassan alakult át számos, de nagyon apró változáson keresztül. Ez egy újabb megcáfolhatatlan bizonyítéka annak, hogy a modern magasabb rendű állatok távoli őseikből fejlődtek ki, és sokat örököltek tőlük.

Ez még jobban látható, ha részletesen megvizsgáljuk a csontváz egyes részeit, például a mellső végtagot (32. ábra). A mellső végtag minden gerincesnél alapvetően azonos szerkezetű, de minden fajnál úgy változott, hogy adott környezeti viszonyok között - levegőben (madarak), tengerben (bálnák) - a lehető legnagyobb kényelmet nyújtsa, hatalmas füves síkságokon (lovak) és erdőben (macskák). Így, mint hamarosan látni fogjuk, a környezet rányomja bélyegét a csontvázakra.

Vestigiális szervek. Számos állati szervezet csontjai és testének lágy részei is olyan szerveket alkotnak, amelyek nem rendelkeznek nyilvánvaló funkcióval, de hasonlóak más élő vagy kihalt szervezetek szerveihez, amelyekben ezek a szervek jól meghatározott funkciókat láttak el. Azokban az állatokban, amelyekben ezek a szervek haszontalanok, maradványnak nevezik őket, mivel ezek az őseiknél meglévő alkalmazkodások maradványai - kezdetlegességei. Csak az emberi testben több mint 150 ilyen szerv található; ezek közül a legismertebb a vakbél, a vakbél, amely begyulladhat, és sok esetben műtéti úton kell eltávolítani. Egyes kevésbé fejlett állatokban azonban a megfelelő szerv az emésztőrendszer hasznos részeként működik. Egy kevésbé ismert szerv a farkcsont. Hét csigolyából áll, megfelelő izmokkal és idegekkel, és a gerinc alján található. Ez egy kezdetleges szerkezet, amely fejlettebb formájában a legtöbb állat farkát alkotja. A fibula, amelynek a modern lovakban nincs funkciója, az egykor a ló ősei által használt lábujjak maradványa, akiknek három támasztóujja volt. A bálnák és néhány kígyó maradványcsontja a négylábú állatok hátsó végtagjainak felel meg. Egyes röpképtelen madaraknak, mint például a struccnak, maradványszárnyaik vannak – olyan szárnymaradványok, amelyeket más madarak repülésükhöz használnak. Ez néhány példa, amelyeket a nyomszervek hatalmas választékából válogattunk, amelyek létezése csak azzal magyarázható, hogy az evolúció során maradványossá váltak.

Állatok és növények háziasítása. A hosszú időn át - több évtől több ezer évig tartó - irányított nemesítés eredményeként az ember az egyes növény- és állatfajok számos változatát tudta kifejleszteni. A leghíresebb példa a számos kutyafajta, amely nyilvánvalóan egy eredeti fajból fejlődött ki, amely farkasra hasonlított. A kutyafajták mérete, alakja és különleges célokra való alkalmassága igen változatos, bár mindegyik egy fajhoz tartozik. Ezek a mesterségesen előidézett változások megmutatják az ember által kiválasztott tulajdonságok öröklődésének lehetőségét, és arra utalnak, hogy hasonló változási folyamat ment végbe az élőlények hosszú története során.

Az evolúció folyamata

A lezajlott evolúció legmeggyőzőbb bizonyítékait áttekintve rátérhetünk magának a folyamatnak a vizsgálatára, amelyben három szempontot különböztetünk meg. Az első olyan molekulák, amelyek képesek lemásolni önmagukat és kódolt formában továbbítani az információkat. A második az egyes szervezetekben fellépő és örökölhető változások. A harmadik a környezet és annak hatása a populációk összetételére. Ha alaposan átgondoljuk ezt a három szempontot, nem lesz nehéz pontosan megérteni, hogyan ment végbe és zajlik le az evolúció a fosszilis maradványokban.

DNS molekulák. Bármely szervezetben minden egyes sejt, amelynek magja van, tartalmaz bizonyos mennyiségű nagyon fontos anyagot, amelyet dezoxiribonukleinsavnak (röviden DNS-nek) neveznek. A DNS-molekula szokatlanul nagy egyetlen molekulához képest, és mégis, hogy normál méretű fényképet készítsünk róla, több százezerszeresre kell nagyítani. Egy elektronmikroszkópos fényképen látható, hogy két egymásba fonódó spirál alakú (12. kép). A nagy spirális DNS-molekula figyelemre méltó képességgel rendelkezik arra, hogy önmagát reprodukálja. Két teljesen egyforma félre osztható, mindegyik a spirál felét tartalmazza. Ezután mindegyik fél kiegészítheti a hiányzó részt, ismét spirál megjelenését öltve. Az eredmény egy megduplázódás – két teljes spirál a korábban létező helyett. Úgy gondolják, hogy ez a megkettőződés azért lehetséges, mert az eredeti hélix minden része négy kémiai komponensből áll, amelyek eltérő sorrendbe rendezhetők. A Morse-kód pontjaihoz és kötőjeleihez hasonlóan, amelyeket régóta használnak a táviratok továbbítására, a kémiai komponensek elrendezésének sorrendje egy genetikai kódot alkot, amely tartalmazza azokat az információkat vagy „utasításokat”, amelyek szerint a spirál második felét meg kell alkotni. Az így kódolt üzenet egyfajta rajz. Meghatározza, hogy mely kémiai elemeket kell használni, és milyen sorrendben kell azokat elrendezni. A rend termeli azokat a kémiai vegyületeket, amelyekre egy sejtnek vagy sejtcsoportnak szüksége van a fejlődéshez és működéshez. Természetesen ezeket a sejtépítést szolgáló kémiai összetevőket a szervezet által felszívódott és feldolgozott élelmiszerekből nyerik, és a táplálék mennyiségének elég nagynak kell lennie.

Így növekszik egy egyedi organizmus (specializált sejtek gyűjteménye) egész életében a sejtek osztódásával és átrendezésével, a sejtek molekuláiban található kódolt utasítások szerint. A sejtek osztódása során az utasítások is reprodukálódnak, így minden sejtmaggal rendelkező sejt megkapja a saját másolatát, és azonnal felhasználhatja. Ily módon nemcsak a magasságot határozzák meg, hanem az egyes szervezet minden jellemzőjét is. Ha ilyen nagy részletet nehéz elképzelni, érdemes megjegyezni, hogy a DNS-molekula, bármilyen nagy is, emberi szempontból még mindig nagyon kicsi. Átmérője körülbelül 0,0000008 centiméter, és az emberi test szinte felbecsülhetetlen számú ilyen molekulát tartalmazhat. Egy ilyen nagy városban, mint például a nyolcmilliós New Yorkban egyszerre zajló folyamatok bonyolultsága nem túl nagy ahhoz képest, hogy a DNS-molekulák és más komponensek képződése, mozgása és megsemmisülése folyamatok bonyolultak. e város egyik lakosának teste.

Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy a DNS-molekulák a bennük rögzített információkkal és önmaguk reprodukálásának képességével meghatározzák a testet alkotó sejtek növekedésének és működésének alapvető tervét, és így a sejtek összes fő jellemzőjét és jellemzőjét. a szervezet. Meg kell vizsgálnunk, hogy a kódolt információ, és így a szervezet jellemzői hogyan közvetítődnek egyik generációról a másikra, mivel ez az információ az öröklődés alapja.

Öröklődés és változékonyság. A genetikai kód által meghatározott formai és viselkedési sajátosságok a szülőkről az utódokra átvitelre kerülnek, de ebben a folyamatban legalább bizonyos mértékben megváltoztatja azokat az ivaros szaporodási folyamatban részt vevő sejtek szerkezete. Bármilyen szexuálisan szaporodó organizmus egyedében (és ez szinte minden állatot és növényt magában foglal), az ivarsejtek hosszú, fonalszerű kromoszómákat tartalmaznak, amelyek mindegyike számos gént, az öröklődést szabályozó egységet tartalmaz. A gén egy DNS-molekula egy része, az a rész, amely szerkezetében egy adott szervezet szaporodásához szükséges információkat - alakját, méretét, fiziológiáját és viselkedését - tartalmazza.

És amikor egy hím hímivarsejt egy női petesejttel egyesül, egy új komplex sejt képződik, amely mindkét szülő kromoszómáinak kombinációját tartalmazza. A megtermékenyített sejt osztódni kezd. Ezzel a felosztással a kromoszómák új kombinációja pontosan reprodukálódik. A kód, amellyel ez az összetett cella rendelkezik, természetesen különbözik bármelyik szülő kódjától. Ennek megfelelően az új egyed szinte bármilyen kombinációban rendelkezhet a szülei tulajdonságaival. A kromoszómák által egy emberi szervezetben létrejövő kombinációk számát 2100°-ra becsülik. Ez szinte hihetetlenül nagy szám. Mivel a kombinációk lehetséges száma olyan nagy, nem lehet két teljesen egyforma egyed. Mindegyikük mindkét szülőtől kap géneket, és ezek a gének egyedi kombinációt alkotnak. Ez a kombináció egy egyedi kódolt információ- és utasításkészletet tartalmaz, amelyek szerint a szervezet egyedi tulajdonságai alakulnak ki, amelyeket bizonyos mértékig a következő generációk örökölnek.

Ennek jelentős eredménye a változékonyság. Mivel minden generációban minden egyed bizonyos mértékben eltér a szüleitől, a változékonyság állandóan számos apró, észrevehetetlen, örökölhető változás formájában nyilvánul meg.

Természetes szelekció. Ebben a szakaszban a környezet hatása befolyásolja. Minden egyes nemzedékben élő szervezet sajátos változásokkal születik bizonyos környezeti feltételek között. Ez a szervezet úgy reagál a feltételekre, hogy alkalmazkodik azokhoz, de ennek az alkalmazkodásnak a mértéke részben az öröklött változásoktól függ. A nagy populáció egyes egyedei jobban illeszkednek a környezetükhöz, mint mások, egyszerűen azért, mert egy vagy több eredendő tulajdonságuk kis előnyhöz juttatta őket abban a környezetben. Ezért statisztikailag az egyedek egy csoportjának valamivel nagyobb esélye lesz a túlélésre és a szaporodásra, mint a többinek. Mivel a változások örökölhetők, a következő generációnak valamivel nagyobb egyedszáma lesz a kedvező változásokkal. Ha a feltételek változatlanok maradnak, akkor a teljes lakosság „kedvező” ingatlanok megszerzése csak idő kérdése, bár talán elég hosszú idő.

Ez egy olyan fontos kérdés, és olyan gyakran félreértik, hogy még visszatérünk rá. Bármely populációban minden generációban bekövetkeznek változások. Ezekből a folyamatosan megjelenő változáshalmazokból a környezeti feltételek általában a legjobbat (vagyis a feltételeknek leginkább megfelelőt) választják ki. Az eredmény az, hogy a populáció egyedei tudatosan próbálnak alkalmazkodni. Azonban semmi sem állhat távolabb az igazságtól. Ez az alkalmazkodási folyamat nem más, mint adaptív reakciók sorozata. Az evolúciónak nincs programja, de az a precizitás, amellyel az alkalmazkodó organizmusok reagálnak a környezeti igényekre, olyan, mint egy csoda.

Ennek a folyamatnak egyszerű, de egyben világos példáját nyújtja a lepkék fejlődésének története Angliában az utóbbi időben. Ha a mostani megfigyelések és számlálások adatait összevetjük az 1850-es adatokkal, kiderül, hogy Angliában mintegy 60 lepkefaj változtatta meg megjelenését. Ebben az időszakban az ipari fejlődés következtében az épületeket, sőt a fákat is beborította a korom. 1850-ben a lepkepopuláció kevesebb mint 10%-a volt sötét színű, de mára több mint 90%-a sötét színű. Az eredeti színkapcsolat a változékonyság eredménye volt. Mivel azonban a világos elszíneződés jobban észrevehető volt a sötét háttér előtt, a madarak könnyebben megtalálták és kiirtották a világos színű pillangókat, és kevesebben maradtak életben és szaporodtak. A pillangók esetében a kritikus környezeti tényező a rovarevő madarak jelenléte volt. Maguk a lepkék nem alkalmazkodtak tudatosan környezetük sötétebb színéhez; kiderült, hogy a madarak tevékenysége következtében alkalmazkodtak hozzá.

A környezet hatására és az öröklődési mechanizmuson keresztül történő túlélés meghatározza a jövő generációinak megjelenését, és ezt természetes szelekciónak nevezzük. Ez egy válogatás és keverés folyamata. A természetes szelekció ugyan az élőlények birodalmában működik, de eredményeiben hasonló a szervetlen világban zajló szelekcióhoz, a földkérget létrehozó egyéb természetes folyamatok által előidézett válogatáshoz és keveredéshez. Mélyen a Föld felszíne alatt bizonyos ásványok viszonylag alacsony olvadáspontjuk miatt „kiválogatódnak”, olvadékuk felfelé mozog. A felszínen az ásványokat a kémiai lebomlási folyamatokkal szembeni ellenállásuk alapján „kiválogatják”, instabil komponenseiket pedig eltávolítják. Valójában a természetes szelekció érthetőbb, ha úgy tekintünk rá, mint a Földön végbemenő számos összetett természetes folyamat egyikére.

A természetes szelekció során az egyik nemzedékről a másikra való változás kicsi lehet, de akárcsak a Colorado-i Grand Canyon faragásakor vagy a gránit mállásából származó részecskék szétválogatásakor, a kumulatív hatás óriási lehet. Ahogy az előző fejezetekben is megjegyeztük, a Föld felszínén folyamatosan geológiai változások következnek be, amelyek a természeti viszonyok változását idézik elő. Ez utóbbiak pedig hatással vannak a növényekre és az állatokra, alkalmazkodást okozva.

Emlékeznünk kell arra, hogy az ilyen változások nem tudatosan vagy szándékosan következnek be. Automatikusan hatnak, kissé megváltoztatva a populáció minden egyedének túlélési valószínűségét. Minden egyén, a rá jellemző tulajdonságokkal, szembesül a környezet követelményeivel. Egyes egyedek túlélik, másokat kiirtanak, és minden új generáció egy kicsit jobban alkalmazkodik a környezeti feltételekhez, mint szülei.

A világon mindenhol olyan növényeket és állatokat figyelünk meg, amelyek az alkalmazkodási folyamat során az adott környezetnek leginkább megfelelő szerkezetet és jellemzőket kaptak. A vastag, zsírral bélelt bőrű, kiváló úszó jegesmedve jól alkalmazkodik a sarki jégen való élethez. A hosszú lábú teve, amely képes megtartani a vizet a szervezetben, alkalmazkodott az élethez a kontinensek hatalmas területein, amelyeket kis mennyiségű víz és gyér növényzet jellemez. Más élőlények alkalmazkodtak a trópusi erdőkben, a hatalmas óceánok feletti levegőben, a barlangi tavakban és sok más környezetben való élethez. Ezen adaptációk mindegyike a természetes szelekció által irányított evolúció eredménye volt. Ha alaposan tanulmányozzuk a kövületeket, arra a következtetésre juthatunk, hogy a történelem nagy részében az élőlények ugyanazokhoz a természeti környezetekhez alkalmazkodtak, mint ma. De ezek az organizmusok megváltoztatták térbeli eloszlásukat a geológiai változások miatt, amelyek mind a kontinensek, mind az óceánok felszínét érintették. Az organizmusok ilyen adaptációja a múltban az aktualizmus elvének egy másik következménye volt.

Mutációk. Van egy másik típusú öröklött változás is. Növeli az élő szervezetek sokféleségét, amelyek között a szelekció a környezeti feltételek hatására történik. Ezek mutációk. Egy egyed petesejtjében vagy spermájában fordulnak elő, és az utódok örökölhetik. A mutációk magukban foglalják a kódoló mechanizmus megváltoztatását a DNS-molekulán belül, így az új generáció egyedében egy bizonyos gén különbözik a szülő megfelelő génjétől. Váratlanul és előre nem látható módon fordulnak elő, és öröklődésükként olyan változásokat idéznek elő a szerkezetben, tulajdonságokban vagy jellemzőkben, amelyek a következő generációkban jelennek meg. A környezettel kölcsönhatásban ezek a változások rögzülnek az utódokban, ha kedvezőek, vagy „kiselejteződnek”, ha kedvezőtlenek. A mutációk kémiai alapját még nem vizsgálták részletesen, de feltételezhető, hogy ezek a változások jelentős hatással voltak az élőlények evolúciós változásainak irányára.

Vita

Az evolúció alapvetően az alkalmazkodásról szól – a környezethez való alkalmazkodásról. A változások folyamatosan történnek - vagy mutációk természetűek, vagy a tulajdonságok új kombinációi eredményeként jönnek létre, amelyek a következő generációkban merülnek fel. Ők szállítják azt a nyersanyagot, amelyen a természetes szelekció működik. Ugyanakkor mindenféle új készüléket tesztelnek, és azokat, amelyek adott körülmények között „sikeresnek” bizonyultak, a jövőben megtartják, míg a sikerteleneket fokozatosan kiiktatják.

Amikor Charles Darwin 1859-ben először leírta a természetes szelekciót, a folyamatot a szervezet adott környezetben való életre való alkalmassága, az egyedek közötti versengés, egyes csoportok sikere és a kevésbé alkalmasak kihalása szempontjából szemlélte.

A geológiatörténeten belül az élőlénycsoportok sikere két tényezőtől függ: 1) a hatékony szaporodási képességtől és 2) a terület elfoglalásának és fenntartásának képességétől a verseny mellett. A dinoszauruszok, a virágos növények vagy a jégkorszaki mamutok történetében ezeknek a kérdéseknek egyiknek sem volt köze az erkölcshöz. Az erkölcs emberi fogalom, és csak az emberi történelem későbbi szakaszaiban lép életbe.

Hozzá kell tenni, hogy a fosszilis leletanyag tanulmányozása nem vezet az evolúció általános céljának megállapításához. Nem bizonyított, hogy az evolúció valamilyen meghatározott irányt követett volna, és egy meghatározott célt célozna meg. Más szóval, az evolúciónak nyilvánvalóan nincs programja. Nyilvánvalóan ez sem egyenes vonalat követ. Útjai gyakran összefonódnak (amint azt a 30. ábrán is láttuk), és eltérnek a közvetlen iránytól, de sohasem ismétlődnek pontosan. Ezt a fejlődési utat valószínűséginek definiáljuk, amely az élő szervezeteknek a környezet megváltozásakor felmerülő új lehetőségekre adott válaszainak folyamatos sorozatából adódik.

Mennyi időbe telt, amíg az evolúció folyamata létrehozta a növények és állatok – több mint egymillió faj – ma létező óriási sokféleségét? Ennek a folyamatnak az elején, amint azt a hetedik fejezetben megjegyeztük, fokozatosan megjelentek az első egysejtű szervezetek. Ez több mint 3 milliárd évvel ezelőtt volt. Korunkhoz közelebb a szerves világ lényegében a pliocén vége felé érte el modern állapotát, talán 2-3 millió évvel ezelőtt. A legtöbb evolúciós folyamat e két pillanat között zajlott le. Nem lep meg senkit, aki tanulmányozta ezt a folyamatot, hogy az élőlények fejlődése alig több mint 3 milliárd éven belül elérhette jelenlegi alkalmassági fokát és sokféleségét. A tudósok úgy vélik, hogy ez az idő elég volt. Valójában, ha az élőhelyek változását okozó geológiai folyamatok gyorsabban mentek volna végbe, lehetséges, hogy a mostani evolúciós fejlődést rövidebb idő alatt is el lehetett volna érni.

Az evolúciós változás mértéke természetesen időtől és helytől függően nagyon változó volt, nem volt egyforma a különböző élőlénytípusokban, és a környezeti változások sebességétől és térbeli eloszlásától függött, mint most is. A fosszilis feljegyzések például azt mutatják, hogy a geológiai idő 63 millió évében, a kainozoikum korszakában a gerinctelen tengeri élőlények lassan fejlődtek és alig változtak, míg a legtöbb szárazföldi állat sokkal gyorsabban fejlődött és nagymértékben megváltozott. Ez a különbség a környezeti változás mértékében mutatkozó különbségeket tükrözi. A szárazföldi természeti helyzet gyorsan reagált a kiemelkedésekre, a hegyek építésére, valamint a hőmérséklet- és csapadékváltozásokra, miközben a tenger természetes állapota viszonylag stabil maradt. És mégis, az emberi naptár szempontjából az evolúció bármilyen üteme csekélynek tűnik. A feltételezett 10 000 éves időszak alatt, amely alatt a kutyákat és az állatokat háziasították, és mesterséges szelekciónak vetették alá, nem jelent meg új faj. A mesterséges változtatások nem eredményeztek mást, mint változatok megjelenését egyetlen fajon belül.

Hangsúlyoznunk kell ezt az alapelvet. Amíg a környezeti feltételek stabilak, az élőlények populációja is stabil marad, evolúciós változás nélkül. Amikor a környezet elkezd változni, és ezáltal instabillá válik, a benne lakó szervezetek is instabillá válnak. Így a környezet megteremti az előfeltételeket a folyamatosan felbukkanó biológiai „találmányok” teszteléséhez. Ha nyomon követjük a fosszilis maradványokból rekonstruált élő szervezetek történetét, sok példát fogunk látni ilyen „találmányokra”; egy részük sikeres volt, míg mások nem bírták ki a próbákat, eltűntek a Föld színéről.

Tanulságul kell, hogy szolgáljon a modern ember számára az élőlények környezettel való szoros kapcsolata, a környezet változásaira való fogékonyságuk, amely jól látható az ősi rétegekben talált ősmaradványokon. Azokon a területeken, ahol az ipar magasan fejlett, az életkörülményekben néha hirtelen megváltoznak. E változások némelyike ​​észrevehetőbb és hátrányosabb az élőlények számára (legalábbis néhány), mint az éghajlati ingadozások vagy más természetes folyamatok miatti változások. Mindkét fajban bekövetkező változások várhatóan megfelelő reakciókat (adaptációt vagy fokozatos kihalást) okoznak e területek bioszférájában. Ennek lehetséges következményeit nem szabad alábecsülnie az embernek - az egyetlen olyan fajnak, amely változásokat idéz elő, és a végső eredményeket figyelembe véve irányítani tudja - kedvező vagy katasztrofális a Föld állatai és növényei számára.

Irodalom

Blum H. F., 1951. Az idő nyila és evolúció: Princeton University Press.

De Beer G. R., 1964. Az evolúció atlasza: Thomas Nelson 8c Sons Ltd., Lodnon.

Dobzhansky Theodosius. 1950. Az evolúció genetikai alapja: "Scientific American", 1950. január, p. 2-11.

Mood in R. A., 1962, Bevezetés az evolúcióba: 3d ed., Harper 8c Row, Inc., New York.

Smith H. W.. 1961, A haltól a filozófusig: The Natural History Library. Horgonykönyvek. Doubleday 8cCo., Garden City, New York. (Pahírkötésű.)

Stebbins G. L.. 1966, Processes of Organic evolution: Prentice-Hall, Englewood Cliffs. N.J.

Volpe E. P., 1967. Az evolúció megértése: W. C. Brown Co., Dubuque. la. (Papírkötésű.).

Janofszkij Károly. 1967, Génszerkezet és fehérjeszerkezet: "Scientific American", v. 216. o. 80-94.