Будущее человека: эволюция и неестественный отбор. Что будет с нomo sapiens? эволюция человека продолжается! Ученые показали будущее эволюции человека
Не так давно я задался вопросом: а каким же будет человек будущего? Мой интерес подогрел Google, сообщив, что на фотографию человека будущего хотели посмотреть 255.000.000 человек. Цифра меня немного шокировала и я принялся за чтение материалов по этой теме.
В этой статье я опишу исследования ученых в области эволюции человека, предоставлю некоторые прогнозы и вместе с вами вспомню классику литератуты.
Согласно теории Дарвина, человек произошел от обезьяны. Он выпрямился, избавился от большей части шерстяного покрова, обзавелся большим мозгом и прочими прибамбасами. Человек, такой, каким мы его видим, существует не так уж и долго, а современные ученые уже прогнозируют дальнейшее развитие человеческого вида.
Американские ученые.
Американские исследователи во главе с Ричардом Доукинсом построили на компьютере модель человека будущего. По их мнению, эволюция увеличит размер головы - это произойдет в связи с ростом мозга в размерах до 3 литров! Из-за этого затылок будет неестественно раздут, а лоб будет нависать над лицом, делая человека похожим на сегодняшних недоразвитых детей. Голова лысая и у мужчин, и у женщин. Тело вообще лишится волосяного покрова - в нем нет необходиости. Руки и ноги станут тонкими и слабыми, челюсти будут небольшими, с совсем маленькими зубками - ведь пищу будущего не придется разрывать клыками и перетирать зубами.
Малорадостная перспектива, не так ли? Дальше - больше.
Прогноз от "Идеи Икс".
Мозг вырастет в размерах, увеличившись на 30-40%.
Волос на теле человек лишится уже в ближайшие 300 лет.
- Мышцы станут обузой и человек избавится от многих из них (до 40%), а сэкономленная таким образом энергия будет направлена в мозг.
Кожа станет желтоватой (привет, саус парк!)
Человек избавится от "ненужных пальцев" - безымянного и мизинца.
Глаза станут узкими, как у современных азиатов.
Нос уменьшится в размерах, ведь надобность в хорошем обонянии пропадает (да его особо и не было).
Уменьшится количество зубов.
Польские ученые.
Польские ученые не отстают от коллег - они нарисовали и опубликовали портрет человека будущего. Это им удалось в результате исследвания сотен тысяч аномалий в телах человеческих индивидов.
У человека будущего голова станет абсолютно круглой (в разрезе). Такая форма наиболее удобна для хранения разросшегося мозга. Шея сократится в размерах, да и ключиц не стант. Количество зубов значительно уменьшится, плюс изменится их форма. Да и челюсти будут болише походить на жабьи. Грудная клетка уменьшится в размерах, исчезнут некоторые позвонки, рост человека снизится на полметра!
Физический труд станет не популярен и человек лишится двух пальцев. Оставшиеся три значительно упростятся в строении.
Как видно из вышесказанного, у разных прогнозовов достаточно много схожих черт.
"А что говорят сами-знаете-какие ученые?" - спросите вы. Нет, я их не забыл. Я их оставил на десерт.
Британские
Английские ученые.
Разумеется, они не могли остаться в стороне. Эти ученые как всегда переплюнули всех.
Они предположили, что своего расцвета человечество достигнет в 3000 году. Генная инженерия позволит каждому скорректировать свое тело как хочется, а медицина продлит жизнь до 120 лет. Правда потом наступит упадок - к 12.000 году человек обретет описанные выше черты.
Самое интересное начнется через 100.000 лет: человеческий вид разделится на 2 подвида - генетическую элиту высокого роста и генетических плебеев с ассиметричными чертами лица и короткии конечностями. Вам не кажется это смутно знакомым? Что ж, придется мне напомнить про классику литературы.
Давным давно...
Давным давно, в 1895 году, вышел известный роман Герберта Уэллса "Машина времени".
Безымянный исследователь сконструировал машину времени и отправился с ее помощью в будущее - 802701 год. Там он увидел своеобразную антиутопию - научный прогресс привел к деградации человека. Человеческий вид разделился на 2 типа существ - морлоков и элоев. Элои - потомки прежней элиты общества, они высокие, слабые и хрупкие. Морлоки - потомки рабочих, они обитают в подземном мире и обслуживают машины. Они намного слабее и меньше современного человека, их тело покрыто густой шерстью и они не прочь подзакусить нежным мясцом элоев.
Я не стану описывать все действия книги, ибо всё важное уже написал. Не правда ли это здорово - что б. ученые читают класскику лтературы?
Не знаю как вас, но меня описанные перспективы развития человечества немного пугают. Если верить им, человек превратится в такое жу гуманоидальное существо, каким ныне популярно изображать инопланетян. А все из-за чего? Технический прогресс, будь он не ладен. Возможно,это кажется ужасным лишь с современной точки зрения, а наши далекие эволюционировавшие потомки будут с ужасом вспоминать "уродцев" из XXI века.
В 3009 году человек изменится до неузнаваемости…
Если эволюция продолжится нынешними темпами, то люди будущего станут похожими на пришельцев из космоса
Владимир ЛАГОВСКИЙ
ЖИРНЫЕ И РАВНОДУШНЫЕ
Антропологи сейчас поделены на два больших лагеря. Представители одного уверяют, что эволюция человека закончилась. И очень давно. Другие считают, что она продолжается. Да еще и ускоряется.
Если верить ученым из первого лагеря, то люди будущего практически не изменятся внешне. Очутишься, скажем, в 40-м веке, а там на улицах точно такие же, как мы? нынешние. Ну, почти такие же. В общем, не страшно.
Люди в целом сохранят свой привычный облик и через миллион лет, - успокаивает итальянский антрополог Джорджио Манци (Giorgio Manzi).
Если не случится какого-нибудь катаклизма, - поправляет коллегу Стив Джонс (Steve Jones) из Лондонского университетского колледжа (London University College).
Глобальная катастрофа, по мнению ученого, все-таки может дать старт суровому естественному отбору. А он, в свою очередь, будет способен сильно повлиять на человеческую внешность. Других же «побудительных мотивов», кроме существенного изменения среды обитания, вроде бы и нет.
Футурологи из «первого лагеря» считают, что более вероятны внутренние изменения. В связи с чем предрекают следующее.
Первое: исчезнут страшные болезни вроде рака и СПИДа. Но это ослабит иммунную систему. И «подсадит» на многочисленные лекарства, которые придется принимать по любому поводу.
Второе: развитие информационных технологий угрожает психике. Интернет будущего, виртуальная реальность, всякие гаджеты и девайсы позволят без проблем устанавливать и развивать отношения, удовлетворять многие потребности. Вплоть до сексуальных. Даже сидя в одиночестве. Но от подобной легкости притупятся чувства любви, симпатии, доверия, уважения. Люди будут все менее способны заботиться о других и не стремиться действовать сообща. Могут вообще стать похожими на домашних животных. Но не преданных, а равнодушных. По прогнозам, от всего этого можно впасть в депрессию и ожиреть. Как в мультфильме «Валли».
ВЫСОКИЕ И СТРОЙНЫЕ
Из второго лагеря, наоборот, прогнозируют серьезные перемены. И чем дальше в будущее, тем более заметные. Но единого мнения по поводу грядущего человеческого облика нет. Равно как и согласия по срокам.
Например, известный футурист профессор Оливер Карри из Центра натурфилософии и социальных наук Лондонской экономической школы видит ближайшую тысячу лет весьма светлой. В своем «Докладе об эволюции» он, по сути, вторит советским писателям-фантастам середины прошлого века. Заглядывая в светлое коммунистическое будущее, они рисовали невероятно красивых людей идеального телосложения.
И Карри рассказывает о пропорциональных широкоплечих двухметровых мужчинах спортивного вида с квадратными челюстями и крупными половыми органами. О сексапильных женщинах, подросших до 190 сантиметров - выше нынешних супермоделей. С пышной грудью, длинными и не кривыми ногами, огромными глазами и гладкой кожей.
Профессор ожидает, что продолжительность жизни увеличится в среднем до 120 лет. И без ранней дряхлости - в 80 лет мы будем выглядеть на 40.
Правда, в истоки сверхкрасоты и долголетия ученый помещает отнюдь не политическую систему.
- В направлении более красивого человечества, чем нынешнее, подтолкнут улучшения в системе питания, развитие медицины и генной инженерии, - говорит профессор. - Но главное - сексуальные предпочтения.
Они-то - эти предпочтения - и подпортят в дальнейшем внешний облик большой части людей будущего.
НУ, ЗДРАВСТВУЙТЕ, ГОБЛИНЫ!
По мнению Карри, человечество разделится на два подвида - «изящных» и «грубых». Но случится это не скоро - где-то через 100 тысяч лет.
«Изящные» будут представлять элитную касту красивых, умных, здоровых, благополучных и творческих, которые станут размножаться исключительно внутри своей группы. Вроде легкомысленных элоев, которых встретил герой Уэллса, приехав в 802 701 год на машине времени.
Другой подвид - «грубые» - соберет низших существ, которым будет не до предпочтений. Страшные, глупые, бедные низкорослые уроды станут похожи на гоблинов. Или на морлоков, которые в романе фантаста жили под землей.
Однако многие антропологи и футурологи полагают, что «неприятности» начнутся гораздо раньше - в ближайшую тысячу лет. И коснутся всех. Не то, чтобы все станут гоблинами. Но явно не красавцами в нынешнем понимании.
ЛЫСЫЕ, БЕЗЗУБЫЕ С ЗАТЫЧКАМИ В УШАХ
Привычка пережевывать все более легкую пищу сделает наши лица круглее - почти детскими по форме и с крошечными подбородками. Это - сначала. Потом станут мельчать зубы. Пока вовсе не исчезнут. Вместе с носом, от которого останутся две дырочки. В лучшем случае - едва заметный бугорок.
Как показали исследования французских ученых, нос «отпадет» за ненадобностью из-за продолжающихся мутаций. Они уже привели к тому, что человек за несколько тысяч лет потерял три четверти своего обоняния.
Культура и окружающая среда во многом станут определять нашу биологию, - говорит философ Франческо Кавалли Сфорца (Francesco Cavalli Sforza). И полагает верным расхожий прогноз о том, что, у всех людей со временем будут длинные тонкие пальцы – так удобно нажимать на клавиши, тыкать в экранчики. Может быть, и пяти пальцев на руке не понадобится - хватит двух - трех.
И сильный, и слабый пол напрочь лишатся волос - нигде расти не будут, даже на половых органах. Не говоря уж о голове, подмышках и бороде. Британские ученые всерьез полагают, что эволюция способна на такой шаг в целях экономии водных ресурсов на помыв и бритье.
Более того, подобный дефицит приведет к тому, что и у почек появится новая функция - извлекать воду из мочи и сохранять ее в организме.
Мышечная масса тела заметно снизится. Кожа огрубеет, чтобы противостоять ожогам от кислотных дождей.
На ушах появятся складки - эдакие клапана, которые можно будет закрывать для защиты от шума. Обилие информации потребует более крупного мозга. И, соответственно, черепа. Голова увеличится и округлится.
Антропологи предрекают, что глаза из-за обилия всякой грязи и пыли в атмосфере станут раскосыми и приобретут второе веко. Или защитную темную пленку.
И что в итоге получится? Если суммировать научные прогнозы? Вылитый - до мельчайших подробностей - представитель внеземной цивилизации, каким его сейчас принято изображать. Тщедушный и головастый. Так называемый «серый» по терминологии уфологов.
Сходство человека будущего с инопланетянином проявится вплоть до темной пленки на глазах. Ее можно увидеть в знаменитом фильме «Вскрытие пришельца», о котором уже несколько лет спорят, поддельный он или документальный. Но по легенде, военный оператор снял то, как режут настоящего инопланетянина, погибшего в 1947 году в штате Нью-Мексико во время крушения «летающей тарелки».
Характерные изображения пришельцев, кстати, появились в 60-е годы прошлого века - еще до обнародования фильма. И якобы были составлены по описаниям очевидцев. Тут одно из двух. Или к нам действительно прилетают инопланетяне, демонстрирующие следующий этап эволюции. Или портреты - принадлежат «кисти» шутников-футурологов, которые изготавливали их сообразно своим представлениям о высокоразвитых гуманоидах.
Впрочем, если верить уфологам, то Землю посещают еще и «норды» - высокорослые сексапильные красавцы и красавицы. Возможно, и они не более, чем отражение прогнозов. Или на каких-то планетах эволюция не пошла по пути гоблинов. Для человечества - это шанс…
А В ЭТО ВРЕМЯ
ЦВЕТ КОЖИ МОЖЕТ ИЗМЕНИТЬСЯ
Исследования, проведенные в Университете Осло (University of Oslo), показали: около 6 тысяч лет назад у европейцев была весьма смуглая кожа. Едва светлее, чем у африканцев. Но вдруг начала белеть.
Автор работы Йохан Моан (Johan Moan) утверждает, что «осветление» было вызвано изменениями в системе питания, когда люди от употребления добытого на охоте и рыбалке перешли к пище, выращенной на полях. А она не обеспечивала организм необходимым количеством витамина D. Для восполнения недостачи эволюция и снабдила людей белой кожей, благодаря которой витамин вырабатывался под действием ультрафиолета.
Вот только нынешняя кожа - не последняя. Футурологи полагают, что в отдаленном будущем не станет ни белых, ни черных, ни желтых, ни красных. «Цвета» в итоге перемешаются. И появится средний - «кофе с молоком». У всех.
Но вдруг опять что-нибудь случится с едой? И чтобы накормить человечество, придется выращивать в реакторах экзотическую питательную субстанцию? Тогда цвет кожи может измениться на любой. Допустим, зеленый, синий или серый, как у пришельцев. Некоторые химикаты и кислородное голодание способны обеспечить подобное преображение.
На то, что эволюция грозит продолжится, указывает и недавнее сенсационное открытие. Группа ирландских ученых из Смафитского института генетики Тринити-колледжа Дублина (Smurfit Institute of Genetics at Trinity College Dublin) обнаружили в генетическом коде человека три новых гена, которые появились совсем недавно. Что считалось невозможным.
Какие особенности нашего организма или внешности кодируют эти новые гены, исследователи пока не определили. Но выяснили, что созданы они из наследственного материала, который прежде представлялся ученым бесполезным - эдаким «генетическим мусором».
Похоже, что люди продолжают к чему-то приспосабливаться. И все-таки меняются. Пусть пока не очень явно. Но процесс идет. И через тысячи лет может вырулить куда угодно.
КСТАТИ
ЭВОЛЮЦИЯ УЖЕ ДЕЛАЛА ШАГ ВПЕРЕД
В 1913 году в Африке близ городка Боскоп (Boskop) были найдены странные кости черепа - непропорционально большие. Позднее, описывая их в журнале Nature, исследователь Фредерик Фитцсимонс (Frederick FitzSimons) сообщил: останки принадлежали людям, которые жили около 30 тысяч лет назад. И объем их мозга доходил до 1900 кубических сантиметров. Это на 30 процентов больше, чем у современного человека. «Головастых» назвали боскопами.
В недавней книге «Большой мозг: происхождение и будущее интеллекта человека» («Big Brain: The Origins and Future of Human Intelligence») известные американские нейрофизиологи Гари Линч и Ричард Грэйнджер (Gary Lynch and Richard Granger) написали, что боскопы благодаря своим огромным мозгам обладали и высочайшими умственными способностями.
Они были разумнее нас настолько, насколько мы разумнее обезьян, - уверяют исследователи. И подчеркивают, что боскопы обладали сильно развитыми лобными долями - по объему аж в полтора раза превосходившие соответствующие отделы нашего мозга. А как раз они в основном отвечают за интеллект.
Как предполагают Линч и Грэйнджер, боскопы благодаря своим лобным долям могли параллельно обрабатывать несколько потоков информации, анализировать сложные ситуации с большим числом возможных исходов. Могли размышлять о какой-нибудь проблеме и одновременно вести беседу.
Примерно таким был боскоп. Чем не пришелец?
Боскопы гораздо лучше людей хранили воспоминания - вплоть до самого раннего возраста. Могли их восстановить целиком. Что нам почти никогда не удается.
Ко всему прочему у боскопов были удивительные лица - почти детские: с маленькими подбородками, крошечными носами и большими глазами. Словом, их внешний облик вполне соответствовал идеям антропологов о человеке будущего.
Откуда появились боскопы, куда исчезли примерно 20 тысяч лет назад - до сих пор загадка.
С возникновением человека как социального существа биологические факторы эволюции постепенно ослабляют свое действие и ведущее значение в развитии человечества приобретают социальные факторы. Однако человек по-прежнему остается существом биологическим, подверженным законам, действующим в живой природе. Все развитие человеческого организма идет по биологическим законам. Длительность существования отдельного человека ограничена опять-таки биологическими законами: нам надо есть, спать и отправлять другие естественные потребности, присущие нам как представителям класса млекопитающих. Наконец, процесс размножения у людей протекает аналогично этому процессу в живой природе, полностью подчиняясь всем генетическим закономерностям. Итак, ясно, что человек как индивид остается во власти биологических законов. Совершенно иное дело оказывается в отношении действия эволюционных факторов в человеческом обществе.
Естественный отбор как основная и направляющая сила эволюции живой природы с возникновением общества (с переходом материи на социальный уровень развития) резко ослабляет свое действие и перестает быть ведущим эволюционным фактором. Отбор остается в виде силы, сохраняющей достигнутую к моменту возникновения Человека разумного биологическую организацию, выполняя известную стабилизирующую роль. Ранняя абортивность зигот (составляет около 25% от всех зачатий) является результатом естественного отбора. Другим ярким примером действия стабилизирующего отбора в популяциях людей служит заметно большая выживаемость детей, масса которых близка к средней величине.
Мутационный процесс - единственный эволюционный фактор, который сохраняет прежнее значение в человеческом обществе. Напомним, что в среднем большинство мутаций возникает с частотой 1:100000 - 1:1000000 гамет. Примерно один человек из 40 000 несет вновь возникшую мутацию альбинизма; с такой же (или очень близкой) частотой возникает мутация гемофилии и т.д. Вновь возникающие мутации постоянно меняют генотипический состав населения отдельных районов, обогащая его новыми признаками. Давление мутационного процесса, как известно, не имеет определенного направления. В условиях человеческого общества вновь возникающие мутации и генетическая комбинаторика ведут к постоянному поддерживанию уникальности каждого индивида.
Число неповторимых комбинаций в геноме человека превосходит общую численность людей, которые когда-либо жили и будут жить на планете. Социальные же процессы ведут к увеличению возможности более полного раскрытия этой индивидуальности. В последние десятилетия темп спонтанного мутационного процесса в ряде районов нашей планеты может несколько повышаться за счет локального загрязнения биосферы сильнодействующими химическими веществами или радиацией.
Создавая и поддерживая разнообразие особей, мутации в то же время являются крайне опасными в условиях ослабления действия естественного отбора, увеличивая генетический груз в популяциях. Рождение неполноценных детей, общее снижение жизнеспособности особей, несущих вредные (вплоть до полулетальных) гены,- все это реальные опасности на современном этапе развития общества.
Изоляция как эволюционный фактор еще недавно играла заметную роль. С развитием средств массового перемещения людей на планете остается все меньше генетически изолированных групп населения. Разрушение изоляционных барьеров имеет большое значение для обогащения генофонда всего человечества. В дальнейшем эти процессы неизбежно будут приобретать все большее значение.
Миграция . Её роль в современных условиях возрастает. При разрушении изолирующих барьеров наблюдаются вспышки формообразования (например, в Океании в результате встречи европеоидов и монголоидов, на Гавайях, в Южной и Центральной Америке, формирование современного смешанного населения Сибири и т.д.).
Последний из элементарных эволюционных факторов - волны численности - еще в сравнительно недавнем прошлом играл заметную роль в развитии человечества. Напомним, что во время эпидемий холеры и чумы всего лишь несколько сотен лет назад население Европы сокращалось в десятки раз. Такое сокращение могло быть основой для ряда случайных, ненаправленных изменений генофонда населения отдельных районов. Ныне численность человечества не подвержена таким резким колебаниям. Поэтому влияние волн численности как эволюционного фактора мало.
Итак, краткое рассмотрение возможного действия элементарных биологических эволюционных факторов в современном обществе показывает, что неизменным, видимо, осталось лишь давление мутационного процесса . Давление естественного отбора, волн численности и изоляции резко сокращается. В связи с этим не приходится ожидать какого-либо существенного изменения биологического облика человека, сложившегося уже у неоантропов.
Будущее рас определяется рядом действующих в наше время факторов. Продолжается рост численности населения земного шара, увеличивается миграция , повышается частота межрасовых браков . Не исключено, что в результате подвижности популяций человека и межрасовых браков в будущем начнет формироваться единая раса человечества. В противоположность этому прогнозируют и другое возможное последствие межрасовых браков, а именно - формирование новых малых рас с собственными специфическими сочетаниями генов.
Текущие в человечестве процессы ведут к усилению коллективного разума (способов накопления, хранения, передачи информации, овладению все более широким спектром условий среды и т.д.), а не к преимущественному размножению отдельных гениальных личностей.
Человек как вид возник в условиях чистой атмосферы, минерализованной лишь естественными соединениями пресной воды и т.д. Глобальные изменения некоторых, на первый взгляд несущественных, компонентов среды в современной биосфере могут оказаться основой возникновения совершенно нежелательных биологических последствий, ликвидация которых представит значительные трудности для общества.
Один из примеров - чрезвычайно широкое распространение в последние десятилетия во всем мире аллергических заболеваний, ослабление иммунитета . Все это - реакция организма человека на не апробированные в ходе эволюции химические вещества (в атмосфере, воде, пище, лекарствах и т.д.), новые физические и биологические факторы.
Эволюция человека как биологического вида теснее, чем это кажется на первый взгляд, связана с эволюцией множества видов животных, растений и микроорганизмов. В данном случае имеется в виду не простая зависимость человека от пищевых продуктов естественного происхождения, а
непосредственная связь
с другими организмами, обитающими внутри нашего тела, на поверхности кожи, во вдыхаемом воздухе и др. Это и безвредные, и патогенные организмы, которые тоже являются нашими непременными эволюционными попутчиками. Становится ясным, что мир будущего - это мир управляемых, а не истребленных инфекций: человек смог полностью истребить оспу, но «освободившееся» место занимает более грозный вирус обезьяньей оспы, поскольку у нас нет эволюционно выработанного иммунитета к нему.
Необходимо отметить, что некоторые изменения физического облика человека за последнее столетие всё же произошли, а именно:
1. Грацилизация скелета -уменьшение массивности костей.
2. Брахикефализация -округление головы, если смотреть сверху. В прошлом череп был удлинен спереди назад, теперь он более округлый.
3. Акселерация – ускорение роста детей и подростков, более раннее половое созревание. До сих пор неясны причины.
Если указанные тенденции будут сохраняться и в будущем, то это может привести к вырождению человека, превращению его в карлика с огромным мозгом. Поэтому необходимо гармоничное сочетание физической культуры и умственного развития, рациональное питание и здоровый образ жизни и обязательно созидательный творческий труд для поддержания человеческого начала в человеке. В этом случае возможно увеличение продолжительности жизни до 160 лет (естественный физиологический предел).
Лекция № 17
Тема лекции : Проблемы и перспективы эволюционного учения
План лекции :
1. Нейтрализм
3. Монофилия и полифилия. Сетчатая эволюция
4. Проблема вида
5. Современный сальтационизм
6. Концепция автоэволюции
Перед синтетической теорией эволюции постоянно возникают новые проблемы. В процессе их решения углубляются и детализируются уже сложившиеся точки зрения, либо ограничивается сфера действия тех закономерностей, которые прежде казались всеобщими, либо вскрываются новые закономерности. Наконец, в процессе исследования каких-то проблем иногда оказывается, что сами эти проблемы были сформулированы неверно.
Нейтрализм
В связи с успехами молекулярной биологии в анализе генетического кода возникла концепция так называемой недарвиновской эволюции (Д.Кинг, Т.Юкес , 1969). Эта концепция основана на предположении о нейтральности (по отношению к отбору) многих мутаций. В свою очередь, предположение о нейтральности мутаций опирается на факт вырожденности генетического кода: не один, а несколько (до шести) нуклеотидных триплетов могут кодировать синтез ряда аминокислот. Например, синтез аминокислоты серина кодируется триплетами УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ, АГУ, АГЦ и изменения (мутация) в одном из триплетов не скажутся на результате синтеза. Таких нейтральных мутаций должно быть много - около 30% от возникающих на молекулярном уровне, и их распространение в популяции, не контролируемое естественным отбором, позволяет предполагать большую роль стохастических , ненаправленных процессов на молекулярном уровне. Исходя из нейтральности этих мутаций предполагается также, что их накопление в геноме может идти с постоянной скоростью. Таким образом, обнаруживая различия в строении белков разных организмов, можно вычислить время расхождения их от общего предка (концепция молекулярных часов) .
Общая концепция молекулярной эволюции сформулирована в виде следующих эмпирических правил (Моту Кимура ):
1) скорость эволюции любого белка (в полингах ) постоянна и одинакова в разных филогенетических ветвях,
2) функционально менее важные молекулы или их части эволюционируют быстрее важных,
3) мутационные замены аминокислот с меньшими нарушениями структуры и функции белков являются наиболее обычными,
4) функционально новый ген появляется в результате дупликации,
5) случайная фиксация нейтральных (или очень слабо вредных) мутаций в ходе эволюции происходит чаще благоприятных мутаций.
Как видно, концепция нейтрализма не отказывается полностью от приспособительного характера эволюции и на молекулярном уровне, и связано это с функцией белков. Так, в одних белках (фибринопептиды) аминокислотные замены наблюдаются чаще, чем в других (гистоны). У первых скорость эволюционных замен аминокислот совпадает со скоростью возникновения мутаций, так как замены не влияют на свойства белка. В гемоглобине, ввиду чрезвычайной важности его функции, замены наблюдаются реже, чем в молекуле фибринопептидов. У цитохрома С (взаимодействует с цитохромоксидазой и редуктазой) скорость эволюционных изменений еще ниже, чем у гемоглобина. Гистон Н4 как белок, участвующий в регуляции генетической информации, эволюционно оказывается еще консервативнее цитохрома С.
В последние годы идеи нейтрализма часто рассматриваются в свете гипотезы молекулярного дрейфа - влияния на эволюционный процесс выпадающей из-под действия естественного отбора так называемой
«эгоистической
» ДНК. Эта «эгоистическая» ДНК состоит из не кодирующих последовательностей нуклеотидных пар и поэтому не должна влиять на фенотип особи. К некодирующим относятся многие мобильные генетические элементы
. У эукариот они могут составлять до 20% генома. К «эгоистической» относят также сателлитную
ДНК, которая может составлять до половины всей ДНК хромосом и которая, как недавно предполагалось, не транскрибируется и не несет никакой генетической информации.
Сейчас стало известно, что сателлитная ДНК играет существенную роль вмитозеимейозе,и ее определение как «эгоистической» неоправданно. То же относится и к ДНК теломер , находящихся на концах хромосом, и к спейсерам (отрезкам ДНК, разделяющим гены), и к интронам (некодирующим участкам внутри гена). Все эти структуры ДНК оказывают то или иное влияние на проявление генов и доступны для естественного отбора.
Представление о селективной нейтральности каких-то участков ДНК не выдержало проверки временем: все сначала считавшиеся нейтральными изменения генетического материала в ходе детального исследования оказались связанными с особенностями фенотипа, т. е. доступными для естественного отбора. Таким образом, молекулярный дрейф не является самостоятельным эволюционным фактором, а лишь увеличивает частоту мутаций, поставляя тем самым материал для естественного отбора.
Изучение белкового полиморфизма разных популяций и подвидов некоторых видов дрозофилы показало, что все перестановки в последовательности аминокислот оказываются в популяциях в состоянии сбалансированного полиморфизма и часто носят клинальный характер. Эти два обстоятельства указывают на серьезное адаптивное значение таких изменений (хотя адаптивное значение каждой конкретной перестановки пока неясно).
В свое время критика ведущего, творческого значения отбора в эволюции часто была вызвана недостаточно глубоким изучением биологии отдельных видов. Например, возникало сомнение в том, как отбор может «улавливать» ничтожные изменения характера распределения пигмента на крыле бабочки или едва заметные изменения общего тона окраски полевок. Детальное изучение таких случаев в природе показало высокую эффективность отбора и его способность «подхватывать » даже такие признаки.
Еще Ч.Дарвин и С.С.Четвериков обращали внимание на возможность возникновения безразличных наследственных уклонений. Впоследствии работы, связанные с изучением тонких биохимических изменений методом электрофореза, показали присутствие значительного числа вариантов белков (энзимов) в каждом из локусов при анализе больших популяционных выборок. Наличие такой гетерогенности - очевидный результат действия отбора, идущего всегда одновременно по многим аллелям. Отбор по многим аллелям и соотбор, приводящий к возникновению шлейфа автоматически соотбираемых мутаций, показывают, что в конечном счете нет мутаций нейтральных, вредных или полезных безотносительно к условиям . Любая мутация может быть в одном случае явно вредной, в другом - явно полезной, а в третьем, при рассмотрении ее без учета целостности генотипа, кажущейся нейтральной. Поэтому утверждать, что число различий в последовательности аминокислот оказывается нейтральным,- это значит принимать наши современные, неизбежно ограниченные знания за абсолютную истину. Логичнее все же предположить, что различия, совпадающие с уровнем морфофизиологической дивергенции сравниваемых форм (например, число замен в молекуле α-глобина у представителей разных классов позвоночных), отражают какие-то неясные еще сегодня, но тем не менее функционально важные адаптивные особенности групп. Таким образом, «недарвиновская эволюция» на молекулярном уровне за счет нейтральных мутаций и дарвиновский естественный отбор взаимодополняющие и не противоречащие друг другу концепции.
Выше подробно рассмотрены элементарные эволюционные факторы, действующие в природе и являющиеся причиной изменения видов (см. ч. 3). С возникновением человека как социального существа биологические факторы эволюции постепенно ослабляют свое действие и ведущее значение в развитии человечества приобретают социальные факторы. Однако человек по-прежнему остается существом живым, подверженным законам, действующим в живой природе. Все развитие человеческого организма идет по биологическим законам. Длительность существования отдельного человека ограничена опять-таки биологическими законами: нам надо есть, спать и отправлять другие естественные потребности, присущие нам как представителям класса млекопитающих. Наконец, процесс размножения у людей протекает аналогично этому процессу в живой природе, полностью подчиняясь всем генетическим закономерностям. Итак, ясно, что человек как индивид остается во власти биологических законов. Совершенно иное дело оказывается в отношении действия эволюционных факторов в человеческом обществе.
Естественный отбор как основная и направляющая сила эволюции живой природы с возникновением общества (с переходом материи на социальный уровень развития) резко ослабляет свое действие и перестает быть ведущим эволюционным фактором. Отбор остается в виде силы, сохраняющей достигнутую к моменту возникновения Человека разумного биологическую организацию, выполняя известную стабилизирующую роль. Ранняя абортивность зигот (составляет около 25% от всех зачатий) является результатом естественного отбора. Другим ярким примером действия стабилизирующего отбора в популяциях людей служит заметно большая выживаемость детей, масса которых близка к средней величине.
Мутационный процесс - единственный эволюционный фактор, который сохраняет прежнее значение в человеческом обществе. Напомним, что в среднем большинство мутаций возникает с частотой 1:100 000-1:1 000 000 гамет. Примерно один человек из 40 000 несет вновь возникшую мутацию альбинизма; с такой же (или очень близкой) частотой возникает мутация гемофилии и т. д. Вновь возникающие мутации постоянно меняют генотипический состав населения отдельных районов, обогащая его новыми признаками. Давление мутационного процесса, как известно, не имеет определенного направления. В условиях человеческого общества вновь возникающие мутации и генетическая комбинаторика ведут к постоянному поддерживанию уникальности каждого индивида.
Число неповторимых комбинаций в геноме человека превосходит общую численность людей, которые когда-либо жили и будут жить на планете. Социальные же процессы ведут к увеличению возможности более полного раскрытия этой индивидуальности. В последние десятилетия темп спонтанного мутационного процесса в ряде районов нашей планеты может несколько повышаться за счет локального загрязнения биосферы сильнодействующими химическими веществами или радиацией.
Создавая и поддерживая разнообразие особей, мутации в то же время являются крайне опасными в условиях ослабления действия естественного отбора, увеличивая генетический груз в популяциях. Рождение неполноценных детей, общее снижение жизнеспособности особей, несущих вредные (вплоть до полулетальных) гены,- все это реальные опасности на современном этапе развития общества.
Изоляция как эволюционный фактор еще недавно играла заметную роль. С развитием средств массового перемещения людей на планете остается все меньше генетически изолированных групп населения. Нарушение изоляционных барьеров имеет большое значение для обогащения генофонда всего человечества. В дальнейшем эти процессы неизбежно будут приобретать все большее значение.
Иногда при нарушении изолирующих барьеров наблюдаются вспышки формообразования (например, в Океании в результате встречи европеоидов и монголоидов, на Гавайях, в Южной и Центральной Америке, формирование современного смешанного населения Сибири и т. д.).
Последний из элементарных эволюционных факторов - волны численности - еще в сравнительно недавнем прошлом играл заметную роль в развитии человечества. Напомним, что во время эпидемий холеры и чумы всего лишь несколько сотен лет назад население Европы сокращалось в десятки (!) раз. Такое сокращение могло быть основой для ряда случайных, ненаправленных изменений генофонда населения отдельных районов. Ныне численность человечества не подвержена таким резким колебаниям. Поэтому влияние волн численности как эволюционного фактора может сказываться лишь в очень ограниченных локальных условиях.
Итак, краткое рассмотрение возможного действия элементарных биологических эволюционных факторов в современном обществе показывает, что неизменным, видимо, осталось лишь давление мутационного процесса. Давление естественного отбора, волн численности и изоляции резко сокращается. В связи с этим не приходится ожидать какого-либо существенного изменения биологического облика человека, сложившегося уже у неоантропов (рис. 18.10). Текущие в человечестве процессы ведут к усилению коллективного разума (способов накопления, хранения, передачи информации, овладению все более широким спектром условий среды и т. д.), а не к преимущественному размножению отдельных гениальных личностей. Будущее человечества определяется не способностями отдельных гениев, а коллективным разумом всех членов общества.
Рис. 18.10. Гипотетический облик «человека будущего», сконструированный исходя из предположения о незавершенной морфологической эволюции человека (по А.П. Быстрову, 1957)
Человек как вид возник в условиях чистой атмосферы, минерализованной лишь естественными соединениями пресной воды и т. д. Глобальные изменения некоторых, на первый взгляд несущественных, компонентов среды в современной биосфере могут оказаться основой возникновения совершенно нежелательных биологических последствий, ликвидация которых представит значительные трудности для общества.
Один из примеров - чрезвычайно широкое распространение в последние десятилетия во всем мире аллергических и астматических заболеваний.
Болезненная реакция организма (обычно кожных покровов и слизистых оболочек), на воздействие внешней среды становится поистине болезнью века. Все это - реакция организма человека на не апробированные в ходе эволюции условия (повышенное содержание в атмосфере прежде отсутствовавших химических веществ и их соединений, необычные примеси в питьевой воде, использование в быту множества синтетических препаратов и т. д.). Решение таких проблем лежит, конечно, в сфере медицины, охраны окружающей среды, но оно будет неполным без учета положений эволюционного учения.
Эволюция человека как биологического вида теснее, чем это кажется на первый взгляд, связана с эволюцией множества видов животных, растений и микроорганизмов. В данном случае имеется в виду не простая зависимость человека от пищевых продуктов естественного происхождения, а непосредственная связь с другими организмами, обитающими внутри нашего тела, на поверхности кожи, во вдыхаемом воздухе и др. Обычно эти микроорганизмы безвредны, так как на протяжении сопряженной эволюции все они коадаптированы друг с другом и с человеком. Многие из микроорганизмов, населяющих наше тело,- ныне необходимые компоненты того своеобразного биоценоза, которым является тело человека (кишечная флора и фауна, молочно-кислые бактерии, некоторые дрожжи и многие другие виды микроорганизмов).
Существуют и патогенные (болезнетворные) микроорганизмы, вызывающие как сравнительно легкие (например, грипп), так и тяжелые инфекционные заболевания (чума, холера, тиф, малярия и др.), которые тоже являются нашими непременными эволюционными попутчиками. Становится ясным, что мир будущего - это мир управляемых, а не истребленных инфекций: человек смог полностью истребить оспу, но «освободившееся» место занимает более грозный вирус обезьяньей оспы, поскольку у нас нет эволюционно выработанного иммунитета к нему.