Мутагенез - это что такое? Естественный и искусственный мутагенез. Происхождение человека Теория мутагенеза

Ученые... должны себя чувствовать ответственными за все последствия их открытий...

В.И. Вернадский

Основной целью генетического мониторинга является выявление объема и содержания генетического груза каждого поколения популяций человека, а также количественных критериев последствий мутагенеза (количественные оценки риска – КОР – и относительной генетической эффективности –ОГЭ). Генетическим грузом называют часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление особей, избирательно погибающих в процессе естественного отбора.

История открытия и изучение мутаций

Понятие и сам термин «мутация» появились в глубокой древности, во II в. н.э., во времена правления римского императора Адриана. Почты, в нашем понимании, тогда не существовало. Письма в разные концы государства доставляли гонцы – конные и пешие, которые отдыхали и меняли лошадей в придорожных трактирах. На латинском перемена – mutatio.

Планомерное исследование мутаций организмов началось только в 1880 г. с работ Гуго де Фриза. Но задолго до этого уже были отмечены многие более или менее явные случаи мутаций. В 1590 г. в одном из садов Гейдельберга выросло растение чистотел большой (Chelidonium majus ) с листьями ланцетовидной формы. В конце XVII в. в Новой Англии (в штате Массачусетс) появилась овца с очень короткими искривленными ногами и длинным туловищем, ставшая родоначальницей породы анконских овец. Эти овцы не могли перепрыгивать даже через низкие изгороди или каменные ограды пастбищ, поэтому не могли наносить ущерб полям. Для таких овец не нужны пастухи, собаки, высокие ограды. Экономическая выгода от разведения анконской породы очевидна. Затем появилась комолая корова, преимущества содержания которой не нуждаются в пояснении.

Ч.Дарвин хорошо знал случаи подобных внезапных изменений. Для них он предложил термин «единичные изменения», или «спорты».

Термин «мутация» в современном звучании был предложен Гуго де Фризом в классическом труде «Мутационная теория» (1890 г.). Главным объектом его исследований было растение энотера. Одновременно с русским исследователем С.И. Коржинским он обнаружил среди энотер один экземпляр, значительно превосходивший другие по размеру. На протяжении пяти лет ученый следил за развитием этой энотеры. Все потомки этого измененного (мутантного) организма сохранили «гигантизм» – они были высокие, с большим количеством листьев, стеблей. Де Фриз нашел и другие мутантные формы энотеры – низкого роста, более нежного строения, некоторые были очень слабы, а другие весьма крепки. Различались и плоды растений: у одних растений они были сходны с плодами материнского вида, у других – короче и толще, у третьих – тоньше и длиннее.

Де Фриз удивительно правильно сформулировал понятие мутации: явление скачкообразного, прерывного изменения наследственного признака. С.И. Коржинский, просмотрев огромное количество архивных ботанических материалов, пришел к аналогичному выводу: «возникновение новых форм есть явление, общее для всего мира живых существ, а наследственные изменения всегда возникают скачками, а не постепенно». В современное определение включены понятия молекулярной биологии: мутация – это внезапное качественное изменение структуры ДНК в одном локусе (генная) или изменение числа или микроструктуры хромосом (хромосомная) .

Изучение мутаций проводится на моделях экспериментально индуцированных мутаций и, кроме того, тщательно изучаются случаи врожденных аномалий у детей, генетические болезни и т.д.

Попытки искусственно вызвать мутации предпринимались еще Л.Пастером, который сконструировал специальный аппарат, при помощи которого надеялся нарушить наследственность. Другие исследователи пытались вызвать мутации с помощью химических соединений, резких изменений температуры. К сожалению, эти работы не только не получили признания, но и не имели значения, поскольку тогда еще не было метода, позволяющего определить частоту мутаций, отличить истинные мутации от простого расщепления признаков.

Только в 1925 г. наши соотечественники Г.А. Надсон и Г.С. Филиппов добились успеха: в их экспериментах облучение дрожжей рентгеновскими лучами достоверно увеличило частоту мутаций. Спустя два года, в 1927 г., сходный результат получил американский ученый Г.Меллер, облучая плодовую мушку дрозофилу – классический объект генетических исследований. В том же году в Берлине состоялся V Международный генетический съезд, на котором сообщение Г.Меллера стало сенсацией: рентгеновские лучи вызывали 150-кратное увеличение частоты мутаций.

Через 9 лет американский ученый Т.Морган продолжил изучение на дрозофиле радиационного мутагенеза. Вскоре совместными усилиями генетиков всего мира было идентифицировано более 500 мутаций, вызванных облучением. В 1946 г. за работы в этой области Г.Меллер был удостоен Нобелевской премии. Таким образом, было показано, что ионизирующая радиация обладает сильным мутагенным действием.

Прошло совсем немного времени, и в 1955–1958 гг. ученые нашей страны во главе с академиком Н.П. Дубининым, оценивая генетический эффект радиации, установили, что доза 10 рад (10 бэр) удваивает частоту мутаций в клетках фибробластов человека
(в культуре). Эта величина в качестве максимально допустимой дозы была принята Научным комитетом по радиации, а затем утверждена Генеральной Ассамблеей ООН (Женева).

Исследования мутагенного эффекта химических соединений были начаты также достаточно давно. Первые экспериментальные работы были проведены нашими соотечественниками – известными учеными В.В. Сахаровым и М.Е. Лобашевым в 1934 г. Они показали, что действие химических соединений вызывает увеличение частоты мутаций в клетках гречихи. Позже И.А. Раппопорт в СССР и Ш.Ауэрбах в Великобритании открыли мощные химические мутагены и назвали их супермутагенами .

В 1946 г. И.А. Раппопорт обнаружил, что при действии формальдегида в сублетальной дозе на личинок дрозофилы возникло 47 летальных мутаций (в расчете на 794 хромосомы), сцепленных с полом. В контрольной группе была найдена только одна мутация на 833 хромосомы.

Ш.Ауэрбах и Д.Робсон показали, что под действием серного и азотного аналогов горчичного газа (иприта) на дрозофилу частота мутаций, сцепленных с полом, возрастала с 0,2% (контроль) до 24%. В дальнейшем эти авторы обнаружили, что указанные вещества вызывают как перестройки хромосом, так и все виды прямых и обратных точковых мутаций. Проведенные английскими учеными сравнения действия химических веществ (иприт, формальдегид и уретан) с радиационным воздействием не выявили принципиальных различий в характере индуцируемых изменений: химические соединения, подобно радиационному облучению, индуцируют как генные, так и хромосомные мутации.

Впоследствии было показано, что большое количество искусственно синтезируемых веществ – мутагены и канцерогены. Это открытие привело к заключению, сделанному в 70-х гг. прошлого столетия профессором кафедры медицинской генетики Висконского университета Кру: «Есть все основания для беспокойства в связи с тем, что некоторые химические вещества могут быть настолько же опасными, как радиация, и даже больше».

В 1960-х гг. была сделана первая попытка классификации химических мутагенов по их структуре и действию.

Спонтанный и индуцированный мутагенез у человека под действием мутагенов внешней среды

Спонтанный мутационный процесс в ДНК хромосом половых и соматических клеток человека, животных, растений и микроорганизмов происходил на протяжении всей истории жизни на Земле. В результате часть зигот погибала на стадии плода, часть новорожденных появлялась с дефектами.

Продолжение следует

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Одним из центральных вопросов современного естествознания, на который наука не дает однозначного ответа, является вопрос о появлении человека на Земле. Изучением происхождения и эволюции человека, движущих сил и закономерностей антропогенеза, соотношения биологического и социального в процессе развития человека занимается отрасль естествознанияантропология (от греч. anthropos – человек). В настоящее время существует несколько концепций происхождения человека.

1. Концепция креационизма. В древних мифах и легендах разных народов нашли отражение представления о божественном происхождении человека, согласно которым всемогущий бог (боги) создал окружающий мир и человека. Нередко в мифах говорится, что предками человека были различные животные: у жителей леса – волки, медведи; у жителей приморья – моржи или рыбы. Религиозные учения указывают на божественное происхождение человека. Господствующая в европейских странах религия – христианство – признает творцом мира и человека единого Бога, который создал человека на шестой день творения мира по своему образу и подобию.

2. Концепция эволюции. Попытки определить положение человека в природе, объяснить его сходство с другими животными имели место уже в трудах античных ученых-философов. Карл Линней в 1735 г., создавая свою классификацию органического мира, помещает человека в отряд приматов вместе с лемуром и обезьяной. Идея родства между высшими приматами и человеком нашла поддержку и научное обоснование в работах Ж. Б. Ламарка (1809),

Ж. Бюффона (1749). Крупнейшим вкладом в развитие симиальной (обезьяньей) теории антропогенеза стала книга Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор» (1871), в которой выдвигается гипотеза о происхождении человека от обезьяноподобного предка, предсказаны грядущие ископаемые находки, подчеркивается особое сходство человека, шимпанзе и гориллы и предполагается, что родиной первых людей была Африка. В дальнейшем открытия в области сравнительной анатомии, физиологии, биохимии, генетики предоставили ряд доказательств родства человека с высшими приматами. Найденные палеонтологами останки общих предков человека и человекообразных обезьян подтвердили правильность концепции антропогенеза.

3. Трудовая концепция. Фридрих Энгельс в своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» рассматривает особенности эволюции приматов, связанные с трудовой деятельностью. Существенным моментом в процессе антропогенеза является прямохождение, вызвавшее интенсивное развитие нервной системы, прежде всего головного мозга. Благодаря прямохождению произошло разделение функций верхних и нижних конечностей, сформировалась неспециализированная рука – орудие труда, способное производить сотни разнообразных и тонких движений. Совместная трудовая деятельность в тяжелых условиях помогла людям выжить и справиться с многочисленными угрозами окружающего мира, создать свой мир, комфортный и безопасный. Труд явился предпосылкой зарождения и дальнейшего развития общественных отношений, речи, мышления, сознания – всего, что отличает человека от животного. Человек – единственное существо на Земле, способное сознательно, целенаправленно преобразовывать окружающий мир, планировать и предвидеть результаты. Постепенно биологические факторы эволюции человека уступают место социальным факторам.

4. Концепция мутагенеза. В конце 20-х гг. XX в. исследователи пришли к выводу, что видообразование не может быть объяснено только изменениями условий окружающей среды (С. С. Четвериков, Р. А. Фишер, Н. П. Дубанин и др.). Основную роль в эволюции должны играть доминантные мутации – изменения генетического кода особи. Условия среды и образ жизни способствуют только естественному отбору среди множества мутаций особей, отличающихся некоторым преимуществом, лучшей приспособленностью к данным условиям. Причиной возникновения такого рода мутаций, как предполагают ученые, могут быть экстремальные геофизические факторы, например изменение уровня радиации или геомагнитная инверсия. Учеными установлено, что местом возникновения антропоидов является Восточная и Южная Африка, характеризующаяся высоким уровнем радиации и активной вулканической деятельностью. В результате землетрясений смещение геологических пластов вызвало обнажение радиоактивных пород и резкое увеличение радиоактивного излучения, что привело к интенсивному мутагенезу. Совпадение по времени с данными процессами геомагнитной инверсии сделало возможным появление разнообразных генетических мутаций, в том числе и биологически полезных. Гипотеза геомагнитной инверсии (смены магнитных полюсов Земли) была выдвинута антропологом Г. Н. Матюшкиным. Установлено, что северный и южный магнитные полюса Земли периодически меняются, при этом защитная функция магнитосферы ослабевает, что усиливает проникновение на поверхность Земли космической радиации на 60 %. Геомагнитные инверсии сопровождаются увеличением частоты мутаций в два раза, а это приводит к мощным вспышкам биологического формообразования. Найденные в Африке останки древних обезьянолюдей антропологи относят к периоду геомагнитной инверсии, появление питекантропа также по времени совпадает с очередной геомагнитной инверсией (690 тыс. лет назад). Следующая смена полюсов произошла 250–300 тыс. лет назад, в это же время на Земле существовали неандертальцы. Появление современного человека (30–40 тыс. лет назад) также совпадает с периодом очередной геомагнитной инверсии.

5. Космическая концепция, концепция панспермии. Жизнь зародилась в космосе и была занесена на Землю в виде космических зачатков – космозоев (Рихтер Г., 1865). Космическую концепцию поддерживали русские ученые С. П. Костычев, Л. С. Берг, В. И. Вернадский, связывая возникновение жизни с появлением на Земле частичек вещества, пылинок, спор из космического пространства, которые летают во Вселенной за счет светового давления.

В конце 1960-х гг. благодаря успехам космонавтики, изучению неопознанных летающих объектов (НЛО), описанию наскальных рисунков вновь возник интерес к гипотезам панспермии. Так, Б. И. Чувашов (1966) писал, что жизнь во Вселенной существует вечно и может быть перенесена с одной планеты на другую.

Среды, предназначаемые для ферментационных процессов

Превалирующим компонентом всех (или почти всех) биотехнологических процессов является вода. В лабораторных условиях можно легко определить специфические потребности любого конкретного организма и затем (с известной долей приближения) экстраполировать на производственный уровень.

Если процесс крупномасштабный, то важным моментом будет доступность субстрата для культивирования (наличие его в требуемых количествах, стабильность, восполняемость, легкость в обращении и сохранении). Стоимость материалов является важным фактором, поскольку внедрение любого биотехнологического процесса в значительной степени зависит от его стоимости по сравнению с существующими методами производства этого же продукта.

Неотъемлемым фактором является здоровье работников, особенно при манипуляциях с порошковыми материалами.

Приготовление питательных сред для ферментационных процессов обычно рассматривается как мало интересная часть общей задачи, но фактически оно является краеугольным камнем, обеспечивающим успех всех последующих этапов. Среды неподходящего состава обусловят низкий уровень ростовых процессов и, следовательно, низкий уровень выхода целевого продукта.

Известно, что главенствующую роль в клетке играет ядро или его аналог у бактерий и условно – у вирусов.

Постоянным компонентом ядра (или нуклеотида) является ДНК, входящая в состав хромосом. Каждая хромосома содержит только одну молекулу ДНК, в которой в линейном порядке сгруппированы самовоспроизводящиеся дискретные единицы, или гены (цистроны – или первичные гены), обладающие элементарной биохимической функцией.

Мутация – это скачкообразное наследуемое изменение гена.

В основе мутагенеза лежит изменчивость микроорганизмов, под которой понимают разнообразие организмов, ныне существующих и вновь образующихся. Поэтому при работе с микроорганизмами используют в качестве объекта не одну особь, а популяции.

Популяция – многочисленные клетки (особи) одного вида, обитающие в ряду поколений в определенных условиях, где нет заметных преград для случайного свободного скрещивания этих клеток. Микроорганизмы в популяции характеризуются общностью генетической программы и возможностью свободного обмена генетической информацией.

Характерные показатели популяции:

а) плотность – число особей на единицу объема или площади;

б) прирост – число новых особей, возникающих в единицу времени;

в) гибель – число особей, гибнущих в единицу времени.

Изменение численности популяции выражается кривыми размножения или кривыми выживания .

Культура микроба называется чистой , если родительские и дочерние особи практически неразличимы и между ними нельзя установить родственные связи. Чистые культуры (как популяции) мало или совсем непригодны для генетических исследований, которые выполняются, в основном, на клоновых культурах .

Клон – это культура, состоящая из наследственно однородных клеток, возникающих в результате бесполого размножения. Однако клоновые культуры грибов (одноклеточных низших) трудно получить, так как их клетки могут быть многоядерными.

Мутация – это генетическое и необратимое изменение нормы реакции организма.

Норма реакции организма – это проявление фенотипа в разных условиях существования вида.

Фенотип – это определенная сумма признаков организма в конкретных внешних условиях.

Виды мутагенов:

Химические мутагены : производные этилена, уретаны, алкилсульфонаты, иприты, этиленимины и др.;

Физические мутагены : излучения (ионизирующие – β и g; ультрафиолетовое), ультразвук, повышенная температура и др.;

Биологические мутагены : вирусы бактерий (фаги).

Клетки, наследственно изменившиеся под влиянием мутагенов, называются мутантными , а культуры, полученные из них – мутантами .

Мутации по механизму возникновения могут быть:

• Индуцированные (контролируемые);
• Спонтанные (неконтролируемые или ненаправленные). Они имеют место в естественных условиях без вмешательства экспериментатора.

Адекватность генотипического изменения клеток условиям среды обитания оценивается в ходе естественного отбора при адаптации, так как мутанты могут быть жизнеспособными и нежизнеспособными .

Типы мутаций:

• Ненаследуемые модификации;
• Длительные наследственные фенотипические модификации. Они присущи только клеточным структурам, но не вирусам.

Микробы, как высшие организмы, способны собирать и перераспределять уже имеющуюся наследственную информацию между родственными, но генетически неидентичными клетками. Процесс комбинирования в одной клетке мутировавших генов из двух разных клеток называют генетической рекомбинацией . Она наблюдается при трансформации, трансфекции, конъюгации и трансдукции.

При этом не происходит истинного слияния клеток, и лишь часть генетического материала переходит в клетку-реципиент. Образуется неполный, или частичный, диплоид - мерозигота (частичная зигота).

Трансформация – это процесс, при котором осуществляется перенос информации химически чистой ДНК от бактериальной клетки-донора в бактериальную клетку-реципиент, где в результате рекомбинации происходит замещение специфической последовательности генома.

Трансфекция – это процесс, при котором информация переносится в компетентную бактериальную клетку, когда она поглощает ДНК фага. Процесс поглощения ДНК фага компетентной клеткой при трансфекции сходен с процессом трансформации, однако они существенно различаются, поскольку фрагментация ДНК происходит только при трансфекции. Процесс идет естественным путем подобно заражению клеток фаговыми частицами.

Конъюгация (лат. соnjugаtiо – соединение – это процесс полного или частичного переноса генетической информации из мужской особи в женскую при установленном клеточном контакте между разнополыми клетками бактерий.

Трансдукция – это процесс переноса ДНК из бактериальной клетки-донора в фагочувствительную клетку-реципиент с помощью фага. Фаг выступает посредником между донорской и реципиентной клетками.

Мутантные клетки предварительно размножают в присутствии ингибиторов роста (здесь используется метод отбора – скрининг ). Затем отбирают лишь те мутанты (по форме и размерам колоний), которые преодолевают нарушение обмена веществ за счет образования (синтеза) избытка желаемого соединения (целевого продукта).

Наверняка,каждого из вас интересовал ответ на вопрос «откуда я взялся?». Но,увы,ответа на этого вопроса,увы,человечество еще не нашло. Тем не менее, различные области научного знания исследуют данную проблему-теология,философия,антропология,уфология и т.д. На основании исследовании данных наук, все же, удалось вsделить несколько основных теории по данной проблеме:

• Концепция креационизма

• Концепция эволюции

• Трудовая концепция

• Концепция мутагенеза

• Космическая концепция (концепция панспермии)

• Синтетическая концепция

Концепция креационизма

Бог

В древних мифах и легендах разных народов нашли отражение представления о божественном происхождении человека, согласно которым всемогущий бог (боги) создал окружающий мир и человека. Нередко в мифах говорится, что предками человека были различные животные: у жителей леса – волки, медведи; у жителей приморья – моржи или рыбы. Религиозные учения указывают на божественное происхождение человека. Господствующая в европейских странах религия – христианство – признает творцом мира и человека единого Бога, который создал человека на шестой день творения мира по своему образу и подобию.

Концепция эволюции

Чарльз Дарвин

Попытки определить положение человека в природе, объяснить его сходство с другими животными имели место уже в трудах античных ученых-философов. Карл Линней в 1735 г., создавая свою классификацию органического мира, помещает человека в отряд приматов вместе с лемуром и обезьяной. Идея родства между высшими приматами и человеком нашла поддержку и научное обоснование в работах Ж. Б. Ламарка (1809), Ж. Бюффона (1749). Крупнейшим вкладом в развитие симиальной (обезьяньей) теории антропогенеза стала книга Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор» (1871), в которой выдвигается гипотеза о происхождении человека от обезьяноподобного предка, предсказаны грядущие ископаемые находки, подчеркивается особое сходство человека, шимпанзе и гориллы и предполагается, что родиной первых людей была Африка. В дальнейшем открытия в области сравнительной анатомии, физиологии, биохимии, генетики предоставили ряд доказательств родства человека с высшими приматами. Найденные палеонтологами останки общих предков человека и человекообразных обезьян подтвердили правильность концепции антропогенеза.

Трудовая концепция

Труд Ф. Энгельса «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека»

Труд обезьяну превратил в человека

Фридрих Энгельс в своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» рассматривает особенности эволюции приматов, связанные с трудовой деятельностью. Существенным моментом в процессе антропогенеза является прямохождение, вызвавшее интенсивное развитие нервной системы, прежде всего головного мозга. Благодаря прямохождению произошло разделение функций верхних и нижних конечностей, сформировалась неспециализированная рука – орудие труда, способное производить сотни разнообразных и тонких движений. Совместная трудовая деятельность в тяжелых условиях помогла людям выжить и справиться с многочисленными угрозами окружающего мира, создать свой мир, комфортный и безопасный. Труд явился предпосылкой зарождения и дальнейшего развития общественных отношений, речи, мышления, сознания – всего, что отличает человека от животного. Человек – единственное существо на Земле, способное сознательно, целенаправленно преобразовывать окружающий мир, планировать и предвидеть результаты. Постепенно биологические факторы эволюции человека уступают место социальным факторам.

Концепция мутагенеза

Мутация генов

В конце 20-х гг. XX в. исследователи пришли к выводу, что видообразование не может быть объяснено только изменениями условий окружающей среды (С. С. Четвериков, Р. А. Фишер, Н. П. Дубанин и др.). Основную роль в эволюции должны играть доминантные мутации –изменения генетического кода особи. Условия среды и образ жизни способствуют только естественному отбору среди множества мутаций особей, отличающихся некоторым преимуществом, лучшей приспособленностью к данным условиям. Причиной возникновения такого рода мутаций, как предполагают ученые, могут быть экстремальные геофизические факторы, например изменение уровня радиации или геомагнитная инверсия. Учеными установлено, что местом возникновения антропоидов является Восточная и Южная Африка, характеризующаяся высоким уровнем радиации и активной вулканической деятельностью. В результате землетрясений смещение геологических пластов вызвало обнажение радиоактивных пород и резкое увеличение радиоактивного излучения, что привело к интенсивному мутагенезу. Совпадение по времени с данными процессами геомагнитной инверсии сделало возможным появление разнообразных генетических мутаций, в том числе и биологически полезных. Гипотеза геомагнитной инверсии (смены магнитных полюсов Земли) была выдвинута антропологом Г. Н. Матюшкиным. Установлено, что северный и южный магнитные полюса Земли периодически меняются, при этом защитная функция магнитосферы ослабевает, что усиливает проникновение на поверхность Земли космической радиации на 60 %. Геомагнитные инверсии сопровождаются увеличением частоты мутаций в два раза, а это приводит к мощным вспышкам биологического формообразования. Найденные в Африке останки древних обезьянолюдей антропологи относят к периоду геомагнитной инверсии, появление питекантропа также по времени совпадает с очередной геомагнитной инверсией (690 тыс. лет назад). Следующая смена полюсов произошла 250–300 тыс. лет назад, в это же время на Земле существовали неандертальцы. Появление современного человека (30–40 тыс. лет назад) также совпадает с периодом очередной геомагнитной инверсии.

Космическая концепция (концепция панспермии)

Панспермия

Жизнь зародилась в космосе и была занесена на Землю в виде космических зачатков – космозоев (Рихтер Г., 1865). Космическую концепцию поддерживали русские ученые С. П. Костычев, Л. С. Берг, В. И. Вернадский, связывая возникновение жизни с появлением на Земле частичек вещества, пылинок, спор из космического пространства, которые летают во Вселенной за счет светового давления. В конце 1960-х гг. благодаря успехам космонавтики, изучению неопознанных летающих объектов (НЛО), описанию наскальных рисунков вновь возник интерес к гипотезам панспермии. Так, Б. И. Чувашов (1966) писал, что жизнь во Вселенной существует вечно и может быть перенесена с одной планеты на другую.

Синтетическая концепция

В настоящее время ученые придерживаются синтетической концепции

Синтетическая теория в её нынешнем виде образовалась в результате переосмысления ряда положений классического дарвинизма с позиций генетики начала XX века.

Сущность синтетической теории составляет преимущественное размножение определённых генотипов и передача их потомкам. В вопросе об источнике генетического разнообразия синтетическая теория признает главную роль за рекомбинацией генов. Считают, что эволюционный акт состоялся, когда отбор сохранил генное сочетание, нетипичное для предшествующей истории вида. В итоге для осуществления эволюции необходимо наличие трёх процессов:

1.мутационного, генерирующего новые варианты генов с малым фенотипическим выражением;

2.рекомбинационного, создающего новые фенотипы особей;

3.селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания или произрастания.

Все сторонники синтетической теории признают участие в эволюции трёх перечисленных факторов.

Стадии эволюции человека

В антропологии выдвинут ряд гипотез, которые пытаются разрешить эту Проблему, предполагая, что человек стал человеком благодаря: жизни в воде; мутации в клетках мозга гоминид, вызванной жесткими излучениями вспышки сверхновой звезды, либо инверсиями геомагнитного поля; мутант в сообществе гоминид появился в результате теплового стресса. Рассмотрим эти гипотезы в изложенном порядке.

Весьма оригинальной является гипотеза шведского исследователя Я. Линдблада. Согласно ей, южноамериканские индейцы, живущие в тропическом лесу, являются самыми древними людьми на Земле, причем предшественником человека была «безволосая обезьяна», или «икспитек», ведущая водный образ жизни. Именно редуцированная волосатость, прямохождение, длинные волосы на голове, присущие только человеку эмоциональность и сексуальность обусловлены особенностями образа жизни водяного гоминида (меньшую часть суток он проводил на берегу). «Как всегда, когда новый образ жизни повышает процент выживания, - пишет Я. Линдблад, - мутационные изменения наследственных структур влекут за собой приспособление к водной среде. Здесь это выражается в уменьшении волосатости тела и развитии слоя подкожного жира. Однако на голове волосы длинные - важный фактор для выживания детенышей. У детенышей первые годы жизни особенно мощный слой подкожного жира. Ноги икспитека длиннее рук, большие пальцы ног не противопоставляются и направлены вперед. Осанка при ходьбе более прямая - возможно, такая же, как у нас. Другими словами, у икспитека вполне человеческий вид, во всяком случае, на расстоянии». Дальнейшее развитие черепа и мозга привело к появлению человека современного типа. В рамках сформировавшегося в последнее время такого направления научных исследований, как «космический катастрофизм», выдвинута гипотеза о возникновении современного человека в связи со вспышкой близкой сверхновой звезды. Зафиксировано то весьма удивительное обстоятельство, что вспышка близкой сверхновой в нашей Галактике звезды по времени (происходящая один раз в 100 млн лет) приблизительно соответствует возрасту древнейших останков человека разумного (35-60 тыс. лет назад). К тому же некоторые из антропологов считают, что появление современного человека обусловлено мутацией. А импульсы гамма- и рентгеновского излучения от вспышки сверхновой звезды, как известно, сопровождаются кратковременным увеличением числа мутаций. В этом случае на поверхности Земли резко увеличивается интенсивность ультрафиолетового излучения, являющегося мутагенным агентом, который, в свою очередь, инициирует появление других мутагенов. В конечном счете, можно сказать, что жесткое излучение, порожденное взрывом сверхновой, могло вызвать необратимые изменения в клетках мозга, что привело к формированию разумных мутантов вида?человека разумного». Во всяком случае, со вспышками сверхновых современная наука связывает: образование Солнечной системы, происхождение жизни и, возможно, происхождение современного типа человека с его цивилизацией.

Другая гипотеза исходит из того, что современный человек-мутант, возникший вследствие инверсии земного магнитного поля. Установлено, что земное магнитное поле, которое в основном задерживает космические излучения, по неизвестным до сих пор причинам иногда ослабевает; тогда и происходит перемена магнитных полюсов, т. е. геомагнитная инверсия. Во время таких инверсий степень космических излучений на нашей планете резко возрастет. Исследуя историю Земли, палеомагнетологи пришли к выводу, что в течение последних 3 млн лет магнитные полюса Земли четырежды менялись местами. Некоторые обнаруженные останки первобытных людей относятся к эпохе четвертой геомагнитной инверсии. Такое необычное стечение обстоятельств приводит к мысли о возможном влиянии космических излучений на появление человека. Эту гипотезу усиливает следующий факт: человек появился в то время и в тех местах, в которых сила радиоактивного излучения оказалось наиболее благоприятной для изменения человекообразных обезьян. Именно такие условия возникли около 3 млн лет назад в Южной и Восточной Африке - в период отделения человека от мира животных. По мнению геологов, в этом регионе в силу сильных землетрясений обнажились залежи радиоактивных руд. Это, в свою очередь, вызвало мутацию у какого-то вида обезьян, который был наиболее предрасположен к изменению генетических черт. Вполне возможно, что около 3 млн лет назад длительное воздействие радиоактивного излучения настолько глубоко изменило австралопитека, что он стал способен совершать действия, необходимые для его безопасности и обеспечения пищей. В соответствии с этой гипотезой питекантроп появился около 700 тыс. лет назад, когда же наступило второе изменение геомагнитных полюсов Земли (250 тыс. лет назад), появляется неандерталец, возникновение же современного человека приходится на четвертую геомагнитную инверсию. Такой подход вполне правомерен, ибо известна роль геомагнитного поля в жизнедеятельности организмов, в том числе и человека.

Следующая гипотеза сообщает, что все мы принадлежим к одному подвиду «человека разумного» и происходим от одной праматери и одного праотца, вполне конкретные мужчина и женщина (точнее, как теперь считается, группа из примерно 20 мужчин и 20 женщин), потомками которых являемся мы, ныне живущие люди. Более строго, как мы увидим, их следует называть генетическими Адамом и Евой. Их реальное существование признается научным большинством, но некоторые ученые в этом пока сомневаются. Адам и Ева жили приблизительно 150-200 тыс. лет назад в Африке, и их еще нельзя относить к человеку разумному, а скорее, к человеку прямоходящему. Они жили в разных местах и в разное время. Естественно, что они были не одни - вокруг них и одновременно с ними жили еще десятки тысяч других вполне таких же людей. Определенно некоторые из них также являются нашими предками. Разница в том, что эти другие были предками кого-то из нас, может, даже многих из нас, но, что принципиально, не всех. Понятие же о генетических Адаме и Еве предполагает, что эти два «человека» являются прямыми предками ВСЕХ людей, живущих сейчас на Земле.

Такова общая гипотетико-теоретическая ситуация разработки проблемы антропогенеза на сегодняшний день. Не все в ней до конца выяснено и объяснено, не во всем ученые согласны между собой. Но в этом нет ничего удивительного, ибо мы имеем дело с венцом творения природы - человеком. Важно подчеркнуть следующее: в науке можно считать доказанным тот факт, что человек - это продукт естественного развития природы. Своими корнями он уходит в биосферу Земли и является ее законнорожденным ребенком.

Концепции этнологии

Этнология - (от греческого ethnos - нация, народ, логия) народоведение, наука, изучающая бытовые и культурные особенности народов мира, проблемы происхождения (этногенез), расселения (этнография) и культурно-исторических взаимоотношений народов. Оформилась как наука в XIX веке с возникновением эволюционной школы, появлением исследований Л. Г. Моргана и книги Ф. Энгельса «Происхождение семьи, частной собственности и государства» (1884 г.), в которой сформулированы основы учения о первобытно-общинном строе. Большие заслуги в развитии этнологии в России принадлежат Н. Н. Миклухо-Маклаю, М. М. Ковалевскому, Д. Н. Ану-чину. Этнология - это рождающаяся наука. Потребность в ней возникла лишь во второй половине XX века, когда выяснилось, что простое накопление этнографических собраний и наблюдений грозит тем, что наука, не ставящая проблем, превратится в бессмысленное коллекционирование. И вот возникли на наших глазах обществоведение и этнология - две дисциплины, интересующиеся одним, на первый взгляд, предметом - человеком, но в совершенно разных аспектах. И это закономерно. Каждый человек одновременно член социума и член этноса, а это далеко не одно и то же.

Человечество, существующее на Земле совсем немного, каких-нибудь 30-50 тыс. лет, тем не менее, произвело на ее поверхности перевороты, которые В. И. Вернадский приравнивал к геологическим переворотам малого масштаба. Эта проблема актуальна для нашего поколения, а особенно актуальной станет она для наших потомков. Человек как существо биологическое относится к роду Homo. Для этого рода при его появлении на Земле было характерно довольно большое разнообразие видов. Это касается и тех видов Homo, которых мы, строго говоря, не вправе считать людьми, а именно: питекантропов и неандертальцев. Этнос у человека - это то же, что прайды у львов, стаи у волков, стада у копытных животных. Это форма существования вида Homo sapiens и его особей, которая отличается как от социальных образований, так и от чисто биологических характеристик, какими являются расы.

В количестве рас мнения ученых-антропологов расходятся - четыре или шесть. И по внешнему виду, и по психофизическим особенностям представители различных рас весьма отличаются друг от друга. Раса - относительно стабильная биологическая характеристика вида людей, но при этом никак не форма их общежития, способ их совместной жизни. Расы различаются по чисто внешним признакам, которые можно определить анатомически. Так же как не совпадает этнос с расой, не совпадает он и с другой биологической группировкой особей - популяцией. Популяция - сумма особей, живущих в одном ареале и беспорядочно между собою скрещивающихся. В этносе всегда есть брачные ограничения. Два этноса могут сосуществовать на одной территории веками и тысячелетиями. Могут взаимно друг друга уничтожать или один уничтожит другой. Значит, этнос не биологическое явление, так же как и не социальное. «Вот почему предлагаю этнос считать явлением географическим, - писал отечественный этнолог С. Лурье, - всегда связанным с вмещающим ландшафтом, который кормит адаптированный этнос». А поскольку ландшафты Земли разнообразны, разнообразны и этносы.

Зависимость человека от окружающей его природы, точнее, от географической среды, не оспаривалось никогда, хотя степень этой зависимости расценивалась разными учеными различно. Но, в любом случае, хозяйственная жизнь народов, населяющих и населявших Землю, тесно связана с ландшафтами и климатом населенных территорий. Подъем и упадок экономики древних эпох проследить довольно трудно из-за неполноценности информации, получаемой из первоисточников. Но есть индикатор - военная мощь.

О значении географических условий, например, рельефа для военной истории, говорилось давно, можно сказать, всегда. Однако останавливаться на такой ясной проблеме в XX веке нецелесообразно, потому что и история ныне ставит куда более глубокие задачи, чем раньше, и география отошла от простого описания диковинок нашей планеты и обрела возможности, которые нашим предкам были недоступны.

Поэтому вопрос стоит иначе. Не только как влияет географическая среда на людей, но и в какой степени сами люди являются составной частью той оболочки Земли, которая сейчас именуется биосферой. На какие именно закономерности жизни человечества влияет географическая среда и на какие не влияет? Эта постановка вопроса требует анализа. Говоря об истории человечества, обычно имеют в виду общественную форму движения истории, т. е. прогрессивное развитие человечества как целого по спирали. Это движение спонтанное и уже из-за одного этого этому не может быть функцией каких бы то ни было внешних причин. На эту сторону истории ни географические, ни биологические воздействия влиять не могут. Так на что же они влияют? На организмы, в том числе и людские. Этот вывод сделан уже в 1922 г. выдающимся русским физиогеографом Львом Бергом для всех организмов, в том числе и для людей: «Географический ландшафт воздействует на организмы, принудительно заставляя все особи варьировать в определенном направлении, насколько это допускает организация вида. Тундра, лес, степь, пустыня, горы, водная среда, жизнь на островах и т. д. - все это накладывает особый отпечаток на организмы. Те виды, которые не в состоянии приспособиться, должны переместиться в другой географический ландшафт или вымереть». А под «ландшафтом» понимается «участок земной поверхности, качественно отличный от других участков, окаймленный естественными границами и представляющий собой целостную и взаимно обусловленную закономерную совокупность предметов и явлений, которая типически выражена на значительном пространстве и неразрывно связана во всех отношениях с ландшафтной оболочкой». Берг в своих трудах сформулировал эволюционную концепцию номогенеза как процесса, протекающего по определенным внутренним закономерностям, не сводимым к воздействиям внешней среды. В отличие от Дарвина, Берг полагал, что наследственная изменчивость закономерна и упорядочена (например, гомологическими рядами), а естественный отбор не движет эволюцию, но лишь «охраняет норму». Он полагал также, что всему живому присуща изначальная целесообразность (так думал и Аристотель, строя свою лестницу существ) реакций на воздействие внешней среды, развитие же совершается за счет некой независимой от среды силы, направленной в сторону усложнения биологической организации. В наше время идеи номогенеза развивали выдающиеся русские ученые биологи А. А. Любищев и С. В. Мейен.