Mänskligheten har levt på jorden i cirka 300 miljoner år och har ständigt förändrats under hela dess existens. Människor som lever på jorden idag, representanter för arten Homo sapiens, dök upp relativt nyligen - mellan 200 och 50 tusen år sedan. De, till skillnad från andra humanoidprimater, gick ut ur den afrikanska djungeln in i savannen på två ben, lärde sig att prata, producera verktyg och organisera sitt liv.
Om varför människan i utvecklingsprocessen blev upprätt, trots att det är onaturligt i förhållandena på vår planet, hur människokroppen kommer att förändras i livets förhållanden på Mars, vilka transformationer som väntar honom i framtiden och varför andra planeter inte längre koloniseras av människor, i en intervju RIA Novosti-korrespondent Irina Alshaeva inför hundraårsjubileet för avdelningen för antropologi, fakulteten för biologi, Moskva statsuniversitet. Lomonosov fick höra av docent vid Institutionen för antropologi, kandidat för biologiska vetenskaper Stanislav Drobyshevsky. - Vilka vetenskapliga fakta bekräftar riktigheten i bestämmelserna i verket "On the Origin of Species" av grundaren av evolutionsteorin, Charles Darwin? Stämmer det moderna vetenskapliga samhället med hans slutsatser, eller finns det motståndare till de teser som Darwin har framfört?
- Det finns inga forskare som argumenterar med Darwins teori. Darwins teori och moderna evolutionsteori är dock inte samma sak. Darwin uttryckte sina antaganden om den evolutionära utvecklingen av arter i mitten av 1800-talet; vid mitten av 1900-talet hade hans teori förvandlats till en syntetisk teori. 70 år har gått sedan mitten av det tjugonde århundradet, den darwiniska teorin utvecklas, eftersom forskare gör nya upptäckter.
Den grundläggande principen för Darwins teori är begreppet naturlig urval. Sedan lade han till teorin om sexuell selektion till den. Valet i Darwins förståelse var en differentierad överföring av egenskaperna hos individer till nästa generation. Han sa ingenting om gener, eftersom det inte fanns något sådant ännu.
På 30-talet av det tjugonde århundradet, populationsgenetik dök upp, sedan molekylär genetik. Vid 50-talet och 60-talet av förra seklet hade forskare kommit fram till hur gener fungerar. Då blev det klart vad som exakt överförs från generation till generation - varianterna av DNA-strukturen överförs.
Därefter blev detta koncept mer komplicerat, men dess essens förblev densamma - alla levande saker har ärftlig information, det förändras och överförs till nästa generation med större eller mindre sannolikhet, beroende på miljöens tillräcklighet och ibland av misstag. Som ett resultat, efter en lång tidsperiod, är efterkommandena så fundamentalt olika från förfäderna att vi kallar dem andra arter, släkter och familjer.
Inte en enda biolog argumenterar idag med några av stegen i denna kedja. Kontroversen rör superdelar. Forskare argumenterar till exempel om vad som är viktigare i evolutionen - chans eller mönster. Men dessa tvister handlar inte om konceptet i allmänhet, utan om specifika situationer.
På 60-talet av förra seklet sa genetikern Theodosius Dobrzhansky att "inget i biologi är vettigt utanför teorin om evolution." Utan dess bindande kraft förvandlas alla biologiska fakta till en uppsättning fakta och ingenting mer. Endast evolutionsteorin förklarar logiken och orsakerna till de pågående förändringarna i artens utveckling.
Mot denna bakgrund, vad är det förutsägbara värdet för evolutionsteorin? Hur kan kunskap om dess processer tillämpas av forskare i framtiden?
Kampanjvideo:
- Det prediktiva värdet för evolutionsteorin är att om vi vet hur biologiska processer har ägt rum tidigare och vad som ledde till detta kan vi förutsäga vad som kommer att hända i framtiden. Ett bra exempel är användningen av denna kunskap i processen att odla nya sorter av jordbruksväxter. Men främst denna kunskap behövs för att arbeta inom området genteknik, som är mänsklighetens framtid. Genetik tillåter oss att "flytta" de nödvändiga generna och få egenskaperna hos en individ som vi behöver, och inte i framtiden, men mycket snabbare.
Forskare har lärt sig att modifiera grödor och mat på den genetiska nivån. Nästa steg är genetisk modifiering av personen själv. Nu över hela världen är sådana experiment förbjudna, men kinesiska forskare har meddelat födelsen av ett barn vars genom har modifierats på ett sådant sätt att han inte kan få AIDS.
Detta är definitivt ett vetenskapligt genombrott. Men problemet med sådana manipulationer med det mänskliga genomet är att offentliga organisationer, särskilt religiösa, motstår dessa experiment. Men trots dessa protester kommer genteknik bli en del av våra liv inom en snar framtid. När allt kommer omkring sätter sig mänskligheten sig målet att överleva, och med okontrollerad reproduktion och utarmning av naturresurser är detta omöjligt.
Antropologen Stanislav Drobyshevsky demonstrerar en roll av en Homo naledi-skalle i jämförelse med en mänsklig skalle. Arkivfoto. RIA Novosti / Sergei Pyatakov.
Vi befinner oss redan i ett tillstånd som är nära att utrotas, jordens användbara resurser går ner, topparna av kol och oljeproduktion har redan passerat. Problemet med världens befolkning kan lösas på olika sätt, bland annat genom genteknik. Det är uppenbart att det kommer att användas.
Annars kommer mänskligheten åter att finna sig under medeltiden. Under de kommande 300 åren kommer mänskligheten att bränna allt kol och olja och försämras. Under medeltiden kan den existera på obestämd tid, men livslängden kommer att sänkas till 30 år och nivån kommer att sjunka kraftigt. Men till exempel kommer få människor att ha problem med det kardiovaskulära systemet, eftersom människor helt enkelt inte kommer att kunna överleva förrän åldern av sjukdomar associerade med det.
Vilka typer av levande saker övergår från enkla organismer till människor? Hur mycket har dess evolutionära kedja studerats?
- Dessa övergångsformer är alla paleontologi. Alla fossila varelser är antingen återvändsgrenar - om de utrotade sig, eller om de födde ättlingar som lever nu. Varje fossil varelse är en mellanlänk från våra förfäder till oss. Just nu har alla övergångsformer från de första kordaterna till människor hittats.
Naturligtvis finns det tidsperioder där det inte finns några eller få paleontologiska fynd, eftersom inte alla geologiska lager har överlevt och inte heller alla djur, men huvudstadierna har hittats.
Mänsklig evolution har studerats bättre än andra varelser. Det finns en subtil punkt - forskare förstår i allmänhet från vilka grupper av mesozoiska däggdjur primater uppstod, men från vilken art det inte är klart. Det finns kända grupper av förfäder till den moderna människan - det är primitiva mödrar.
Till exempel, från pikaya (ett primitivt kordatdjur, hittades dess fossiler i de centrala kambriska sedimenten i åldern 530 miljoner år i Burgess-skalet (Kanada) - red.) För oss finns det en direkt sekvens. Det fanns en miljon grenar på vägen, inklusive sekvensen till desman eller doppfågeln. Det visar sig att till exempel dopparen är närmare ödlan och mannen är närmare desmanen, men både mannen och dipparen har många förfäder från denna lancelet.
I vilket utvecklingsstadium är människans utveckling som biologisk art idag? Vilka organ och system i människokroppen har försvunnit i processen för utveckling, vad visas?
- Mannen är precis i nästa utvecklingsstadium, det kommer att sluta med att han försvann. Nu är vi ett slags artstadium, som till exempel Australopithecines var för fyra miljoner år sedan. Då var de kronan för skapandet av hominiderna, men nu är de ett mellanstadium. Vi är också en sådan etapp mellan Heidelberg-mannen, som bodde i Europa för 700-345 tusen år sedan, och framtidens människor.
Vi, i jämförelse med våra förfäder, har tappat mycket i vår anatomiska struktur, men frågan är - i jämförelse med vilka förfäder? Med fisk har människan tappat sina gälar, även om vår trapeziusmuskel är grenmuskulaturen. Jämfört med de första primaterna har människor tappat svansen, men vi har fortfarande en svansben - varje person har fyra ryggkotor som slutar i ryggraden. Det finns också svansmuskler, teoretiskt kan du till och med vrida dem.
Skallen på en Heidelberg-man, som bodde i Europa för 700-345 tusen år sedan, hålls vid Institutionen för antropologi, fakulteten för biologi, Moskva statsuniversitet. Lomonosov.
Vårt huvudsakliga förvärv är en stor hjärna, som vi nu har mer än någon av våra förfäder, med undantag av neandertalar och Cro-Magnons. Under de senaste sju miljoner åren har storleken på den mänskliga hjärnan vuxit 4,5 gånger - från 300 till 13500 kubikcentimeter. Men under de senaste 25 tusen åren har det minskat med 5%. Hjärnan förändras med en kilo på 1 kg på sju miljoner år, det vill säga 140 gram på en miljon år. Under förekomsten av sapiens torkar hjärnan upp - 3 gram per tusen år, vilket är 20 gånger snabbare än föregående ökning.
Vi har förvärvat stora kroppsstorlekar - det var ingen större än oss från primater tidigare. Under de senaste sju miljoner åren har människokroppens storlek ökat ungefär en och en halv till två gånger - från 1 till 1,7 meter. Vi skaffade oss också en gripande hand, men förlorade greppfoten som i primater. Personen förvärvade ett komplex av upprättstående promenader med tillhörande problem med ryggraden och bukhålan - eftersom kroppen plötsligt ändrades från ett horisontellt läge till ett vertikalt, var muskler och ben omorganiserade.
Vad är då orsaken till ett så ologiskt mänskligt behov av upprättgående promenader?
- Mannen stod upprätt i tre miljoner år. För mellan 15 och 10 miljoner år sedan bytte våra förfäder till vertikal trädklättring. De började röra sig längs grenarna i upprätt ställning, för innan var det stora katter som förstörde livet för sina förfäder.
Apor som flydde från dem började hoppa snabbare och svansen förlängdes. Och de stora aporna har ökat i storlek. De blev tyngre, och de kunde inte hoppa - det är därför de tappade svansen. Med en stor kroppsvikt var det obekvämt att röra sig längs grenarna på alla fyra. Det är bekvämt - i det här fallet, vila nedre extremiteterna på grenarna och klamra fast dem med dina övre extremiteter. Således omformades kroppen av våra förfäder till en upprätt position medan de fortfarande var i träden.
Sedan, mellan tio och sju miljoner år sedan, när skogarna i Afrika förvandlades till savannor, försvann de stora aporna nästan, och de som återstod gick till savannen. Men här igen, vi pratar inte om en specifik apa - vi talar om en kedja av arter som gick ut i öppna territorier i tre miljoner år.
Förresten, en person går på två ben i ungefär fyra miljoner år, går själv och anpassar sig till det är olika saker. Vi går fortfarande osäker på två ben. Vi faller, men i naturen - i andra arter - är det inte. Men vertikal klättring har gjort om vår kropp så att återvända till horisontella skulle vara ett större problem än att stanna på två ben. Detta var ett plus för våra förfäder som bodde i Afrika. Deras kroppsuppvärmningsområde minskades, en psykologisk fördel jämfört med rovdjur dök upp och de kunde börja delta i verktygsaktiviteter - att skapa verktyg.
Om människors förfäder började skapa verktyg betyder det att de har en mental aktivitet som involverar utvecklingen av tal. Hur utvecklades hjärnan, till exempel, sitt talcenter?
- Vårt talcenter har ärvlighet, dessa gener har isolerats idag, men hälften av dem är okända för vetenskapen. Talapparaten är inte bara kopplad till hjärnan, den inkluderar också struphuvudet, ryggraden, underkäken och det temporala benet. Dessutom räcker det inte att prata - det är nödvändigt att höra tal, därför utvecklade talcentret hos människor utvecklingen av hörselorgan. Dessa förändringar observeras i fossilresterna. Talapparaten börjar bildas i habilis - en skicklig person (Homo habilis - red.). Det finns ett stort problem med att studera hjärnan hos våra förfäder, för naturligtvis att hjärnan inte bevaras. Emellertid utförs studier av detta organ på gjutningar från den inre ytan av skallen. De visar lättnaden på den plats där talcentret ligger i en modern person. Australopithecus hade inte det, Habilis gör det,sapiens jämnar ut, eftersom deras frontlapp ökar - det vill säga, de började inte bara tala, utan också att tänka. Slutsatsen är entydig - både hjärnan och förmågan att tala om våra förfäder har utvecklats otvetydigt.
Hur kommer en person att ändra i koloniseringsvillkoren, till exempel Mars?
- Det beror på vilka ursprungliga villkor för deras bostad människor kan skapa där. Om de av något mirakel lyckas reproducera exakt de markbundna på Mars, kommer personen inte att förändras mycket. Men mutationer är oundvikliga. Under förhållanden med fullständig isolering från jorden kommer människor som kommer att skapa en koloni på Mars att kunna förvandlas till en ny art - Martianerna. Men det är troligt att det inte kommer att vara möjligt att reproducera helt markbundna levnadsvillkor på en annan planet. Då kommer förändringarna i människokroppen att bero på planetens förhållanden - strålning, gravitation, magnetfält.
Men för att jordgubbar helt ska förvandlas till martians måste genetiska förändringar samlas under generationer, och för detta måste folket bo där under mycket lång tid. Vi har en generationslängd på 25 år, och därför behövs tusentals år av befolkningsliv på Mars. Det är känt att raser bildas på fyra tusen år - det vill säga hur mycket som krävs för att förfäder ska skilja sig från efterkommande. På artsnivå kommer det att ta 50 000 till 200 000 år. Därför är det nödvändigt att dessa människor bor på Mars i 50 tusen år utan kontakt med jordgubbar.
Det är svårt att föreställa sig att människor i tusentals år levde i fullständig isolering från jorden och framgångsrikt reproducerade sig själva. När det gäller det ursprungliga antalet Mars-kolonisatorer räcker det med ett par dussin.
Det finns stammar på jorden som lever i litet antal. Det här är Andaman-aboriginerna som bor på Andamanöarna i Indiska oceanen i antalet 200 personer och sentinelierna som bor på norra Sentinelön. Dessa stammar undviker kontakt med främlingar, men detta leder inte till deras degeneration.
Skada incest också dem?
- Incest leder inte till oönskade konsekvenser hos avkommor om föräldrarna inte har skadliga recessiva mutationer. Skadan av incest är att den recessiva genen blir homozygot. Men om den recessiva genen inte är närvarande eller den inte är skadlig, kan närstående individer förekomma.
Vilken roll spelar genteknik i att kolonisera andra planeter?
- Nyckeln. Idag har människor kunskap om populationsgenetik och mutationer. Med hjälp av genteknik kan människor bokstavligen korrigera sina brister - genom att "skruva upp" de nödvändiga generna, baserat på deras miljöbehov, kommer de att kunna korrigera sina egenskaper i den riktning de behöver. Nu utvecklar genteknik mycket snabbare än tekniken som låter dig flyga till Mars. Vi kan redigera genomet, men vi har inte kommit till Mars än. Därför, när ett rymdskepp som kan leverera människor till Mars görs, kommer genteknik att gå mycket långt.
Om en person kommer till andra världar för att överleva i dem, måste han ändra sig själv. Till exempel på Mars, i vårt moderna kroppsskal, kommer vi inte att kunna existera, eftersom andra yttre och inre organ behövs där, så människor kommer att skapa sig efter de nödvändiga behoven. Troligtvis är andra planeter inte längre koloniserade av människor.
Hur påverkar den vetenskapliga och tekniska processen människans utveckling?
- Som ett resultat av att den forntida mannen började skapa verktyg bildade han borstens så kallade arbetskomplex. Egentligen är det här de biologiska förändringarna hos en person i samband med utvecklingen av framsteg slutade. Men borsten har förändrats eftersom artens överlevnad direkt berodde på tillverkning och användning av verktyg.
Den sena vetenskapliga och tekniska utvecklingen påverkade knappast vår anatomi. Snarare påverkade han fysiologin. Till exempel har den stora mängden växtmat som människor har konsumerat sedan neandertalarnas tid lett till mutationer som hjälper våra kroppar att bryta ned stärkelse bättre. Men det här är mindre framsteg.
Faktum är att den vetenskapliga och tekniska processen är mycket snabb och biologiska framsteg tar hundratals miljoner år. För att den vetenskapliga och tekniska processen ska påverka vår biologi är det nödvändigt att dess framsteg inte lämnar våra liv i hundratals år i rad. Men det förändras snabbt.
Vi kan säga att vi idag - om vi talar om invånarna i storstäderna - lever under onaturliga förhållanden för oss. Varje invånare i en metropol, som går ut på gatan, upplever stress, eftersom en person i sin natur måste bo omgiven av en familj på fem till tjugo personer och känner alla under hela sitt liv. Om han ser en främling är det på instinktnivå två alternativ möjligt - att gifta sig med honom eller döda honom. Vilda tider är över, och vi har inte anpassat oss till nya.
Hur förmodligen kan en person se ut i den närmaste - av biologiska standarder - framtiden?
- Det omedelbara utsikterna till förändringar i vårt utseende är förståeligt. Om vi analyserar vad som hände med våra förfäder, blir det tydligt att våra tredje molar - visdomständer, såväl som vissa andra tänder - kommer att försvinna - barn föddes redan utan en andra snitt och utan hundar.
Hos moderna människor är visdomständerna vanligtvis små, de växer mellan den andra molaren och den stigande grenen av underkäken, vilket orsakar mycket besvär för sina ägare. Ofta har de övre och nedre tredje molarna inte kontakt med varandra. De städar inte själv från detta, därför försämras de snabbt.
Men för många forntida människor var tredje molar de största och viktigaste tänderna, och bakom dem, till den stigande grenen, gapade ett stort utrymme. Därför har våra förfäder inte bara upplevt problem på grund av dessa tänder utan också beroende av dem. Med övergången till köttmat med hög kalori och tillkomsten av verktyg har tändernas storlek blivit mindre relevant. Dessa tänder började minska i storlek, och för två miljoner år sedan började försvinnandet.
Så bland det tidiga Homo hittades resterna av en individ med medfödd avsaknad av den högra nedre tredje molaren, och på käken från Chenjiao, som är en halv miljon år gammal, finns det inte längre två visdomständer. Nu finns det här alternativet hos nästan de flesta. För vissa är dock tredje molar fortfarande de största tänderna. Nu är människan som art i ett tillstånd av aktiv evolutionär övergång. Ett par hundra tusen år kommer att gå, och de andra molarna kommer att kallas visdomständer.
Folkets huvuden blir rundare och mindre. Men denna trend kan stoppa och gå tillbaka, eftersom det händer nu i England. Asthenisering har pågått under de senaste 150 åren - människor blir smalare och högre. Asthenisk kroppstyp är naturlig för vår art. Det har samband med det faktum att vi har lärt oss att leva som i tropikerna - med hjälp av uppvärmning och varma saker, mot bakgrund av vilken vår kropp inte behöver gå upp i vikt för att skydda sig mot kylan.
Från de inre organen är bilagan den första kandidaten för försvinnande. Det kommer antingen att försvinna helt i framtiden, eller så kommer det att förvandlas till en körtel. När det gäller benen är metamorfoser i foten oundvikliga - det är otvetydigt omvandlat, eftersom det är dåligt anpassat för upprätt gång. Det är svårt att säga exakt hur det kommer att se ut, för i det förflutna fanns det inga tvåfaldiga upprättstående varelser, därför har vi inga prejudikat för jämförelse. Troligen kommer fotens muskler att ersättas med en ligamentös apparat och själva foten ser ut som en elefant. Foten kommer att bli mindre, skaffa en fet dyna och dess bågar försvinner eftersom de inte behövs. Av samma anledning försvinner fibula och luktkänsla.
Porträttet av våra ättlingar är inte särskilt attraktivt
- Från Australopithecus synvinkel är du och jag inte särskilt attraktiva. Attraktivitet är ett subjektivt begrepp. Ur exempelvis en amfibie är vi i allmänhet något som inte kan föreställas. Föreställ dig hur håret enligt hennes förståelse ser ut. Det är en sak när huden är slät, fuktig, glänsande och med giftiga körtlar, och en annan sak när något bristiskt sticker ut ur det.
Vårt tillstånd för oss i vår uppfattning av det enda attraktiva, medan andra alternativ för utseendet - våra förfäder eller ättlingar - tycks vara något otänkbart.