Происхождения жизни на земле антропогенез: Концепции антропогенеза: гипотеза фетализации суть

Концепции антропогенеза: гипотеза фетализации суть

Современные концепции антропогенеза

Основные гипотезы происхождения жизни на Земле

Человек – высшая форма жизни на Земле.

В сфере классического (европейского) научного знания существует ряд гипотез, касающихся происхождения жизни на Земле.

Наиболее распространенная – гипотеза самопроизвольного зарождения жизни, берущая свое начало ещё в античности (Демокрит, Аристотель), и затем продолженная в новое время(Ф.Бэкон, Р.Декарт). В ХХ веке эта гипотеза обсуждается в трудах Холдейна, Эйгена. Согласно взглядам этих ученых жизнь развивалась под влиянием внутренних(генетических) факторов. Влияние на нее оказывали в внешние воздействия, ответные реакции, которые привели к приспособлению строения и функции всего живого к условиям среды – естественному отбору, лежит в основе эволюции и определяет её направленность. Эволюция – постоянная борьба с энтропией за сохранение целостности.

В конце прошлого и начале нашего столетия была очень популярна панспермическая гипотеза возникновения жизни, предложенная Аррениусом, Рихтером, Томсоном. Зародыши живых существ, например споры микроорганизмов, были занесены на Землю из космоса (посредством метеоритов, комет, космической пыли). Попав в благоприятные условия на нашей планете, они стали источником всего разнообразия форм жизни. Гипотеза предполагает повсеместное распространение во Вселенной как зародышей живых существ, так и более развитых форм жизни. В пользу этой гипотезы свидетельствуют данные о широкой распространенности сложных органических веществ в различных областях Вселенной.

Гипотеза В.И.Вернадского о вечности жизни. Доказал, что в геологических отложения, возраст которых оценивается в несколько миллиардов лет, уже имеются следы деятельности простейших живых организмов.

Религиозная гипотеза (вненаучное знание). Жизнь появилась в результате божественного творческого акта. Человек был создан по образу и подобию Бога, а все живые организмы сотворены для обеспечения его существования.

Современные концепции антропогенеза

На основе прогресса науки и техники появились новые гипотезы о происхождении жизни и человека.

Человек – «посев» более высокоразвитых цивилизаций, которые «следят» за его развитием и носят в него определенные коррективы. В этом же русле находится вера в НЛО, параллельные миры, космические цивилизации.

В соответствии с гипотезой произвольного зарождения жизни человек является результатом длительной эволюции, в ходе которой сменилось множество форм. Конечно, современная наука не в состоянии точно указать все факторы, способствовавшие появлению человека.

До середины ХХ столетия проблема происхождения человека в основном ассоциировалась с классической эволюционной концепцией Ч.Дарвина. Затем появляется больше факторов, которое не вписывались с эту гипотезу. Появляются различные конкурирующие гипотезы.

Гипотеза о том, что каждый ид, в том числе и человек, происходит не от одного общего для всех видов предка, а от своего собственного. И хотя у человека и шимпанзе много общих черт, это не означает, что они произошли от общего предка. Ряд ученых склонялись в мысли, что уже своих исходных формах жизнь возникла в огромном разнообразии видов (Тейяр де Шарден).

У представителей гуманитарного знания сформировались свои подходы к проблеме происхождения человека. Их прежде всего интересует проблема происхождения человеческого разума.

Концепцию антропогенеза следует формировать в рамках общей теории развития. Проблема заключается в том, что такой теории пока ещё не сложилось.

Таким образом, целостная картина антропогенеза оказывается расчлененной на ряд компонент (научная, философская, религиозная, историческая и др.). Более того, каждая из этих компонент, свою очередь, также расчленяется. Целостная картина антропогенеза требует синтеза всех этих подходов.

Каковы основные теории антропогенеза?

О некоторых из них мы уже говорили.

Хочу отметить, что креацинизм, наверное, самая «старая» теория, до сих пор не только не потеряла своего значения, но приобретает всё больше и больше сторонников, несмотря на все попытки атеистов опровергнуть сам факт существования Бога.

Посмотрим, чем порадуют нас современные концепции антропогенеза. Полвека назад появился так называемый «эволюционный креационизма». Энциклика папы Пия XII (1950 г.) допускает, что Бог мог создать не «готового» человека, а обезьяноподобное существо, впрочем, вложив в него бессмертную душу. Здесь явно чувствуется некоторое лукавство, попытка «осовременить» одну из самых прочных теорий. Вообще большее или меньшее лукавство присутствует и во всех остальных теориях «гоминизации» — происхождения человека от обезьяноподобных предков.

Есть немало фактов, говорящих о том, что наша Земля намного моложе того возраста, который необходим для «эволюции» от живой клетки до человека. Именно поэтому эволюционистам приходится перескакивать через целые эпохи и придумывать разного рода катаклизмы, чтобы оправдать неожиданное появление тех или иных видов.

Я уже не говорю о том, что сам факт зарождения жизни на Земле ещё нужно доказать хотя бы экспериментально.

Основные концепции антропогенеза

Некоторые факты эволюционистами просто игнорируются. Например, то, что костные останки австралопитеков, которые якобы были предками человека, и останки современных людей были найдены в одном геологическом слое. То же произошло и с неандертальцами. Как же они могли быть нашими предками в этом случае? Есть немало других теорий, объясняющих феномен гоминизации.

Например, по гипотезе Матюшина (1982) повышение уровня радиации в Восточной и Южной Африке, где и сейчас находятся крупные месторождения урановых руд, привело к мутациям, вызвавшимзначительные анатомические изменения приматов, что и привело к прямохождению, потере клыков и увеличению мозга.

Чтобы уже совсем расстроить читателя и окончательно сбить его с толку, следует упомянуть о предполагаемом «водном» происхождении человека (предполагают, что предки человека жили в море, имели жабры, гладкую кожу). Гипотеза базирует­ся на обнаруженных в древних мумиях человекообразных существ, якобы имеющих жабры. Кстати, волосы на голове нужны были, чтобы мамы могли вытаскивать из воды своих детишек.

Существуют совершенно невероятные гипотезы о происхождении человека от муравьеда (в связи с идентичностью строения внутренних органов). В противовес эволюционизму в XX в. возник «антиэволю­ционизм» — гипотеза о том, что 2,5 млрд лет назад (еще до возникновения многоклеточных животных) существовала древняя цивилизация людей, способных создавать металлические сфе­ры (металлические сферы обнаружены в Южной Африке, и их возраст оценивается в 2,5 млрд лет).

Затем происходила много­вековая деградация, в ходе которой люди теряли свой человечес­кий облик, превращались в обезьян, животных. Сторонники этой гипотезы (М. Кремо, Р. Томпсон, А. Белов) считают, что в при­роде идет «не биологическое очеловечивание зверей, а … биоло­гическое озверение человека». Сейчас насчитывается более сотни различных теорий и гипотез о причинах и ходе гоминизации, это только подчёркивает наше бессилие упрятать все факты человеческой истории в одну теоретическую корзину.

Но этими теориями явно не исчерпывается фантазия ученых.

Насколько теории антропогенеза обоснованы?

Во времена Дарвина ученые почти не опирались на археологические материалы, поскольку их было известно ещё очень мало. Более полное исследование проблем происхождения человека началось в 20-30-е годы XX века, когда накопился большой материал В 60-е годы появилась молекулярная и генетическая антропология.

Основные научные направления антропогенеза:

• селектогенез,
• автогенез
• глобальный эволюционизм.
• креацинизм

Каждое из направлений основано на оригинальных, принципиально различных принципах. Селектогенез – направление, в основу которого положен принцип случайности, а в качестве движущей силы эволюции выступает естественный отбор во взаимодействии с другими каузальными (эволюционными) факторами среды.

Концепции, основанные на действии каузальных факторов (источников эволюции).

Селекционная теория Ч.Дарвина.

В 1871 году Дарвин опубликовал книгу “Происхождение человека и половой отбор”, хотя и считал, что доказательств его теории ещё недостаточно.

Он пришел к выводу, что между человеком и животными нет принципиальной разницы, и выдвинул теорию происхождения человека и человекообразных обезьян от обезьяноподобных предков. По его мнению, антропоидные обезьяны имели бороды (оба пола), заостренные уши и хвосты. Происхождение человекообразных существ — Африка, а причина эволюции — необходимость ведения наземной жизни, что привело к овладению орудиями.

Причины изменения внешнего вида: естественный отбор, упражнение и не упражнение органов, наследование приобретенных признаков (в этой части теория была опровергнута в конце 19-го века работами А.Вейсмана). Помимо этого, к факторам антропогенеза Дарвин относил наследственную изменчивость, борьбу за существование и половой отбор.

Кроме естественного отбора на ранних стадиях, Дарвин выделял групповой отбор социальных признаков на поздних стадиях и половой отбор в расогенезе.

Мутационная концепция Г.Н.Матюшина.

Концепции мутационизма основаны на признании скачкообразного процесса в эволюции, связанного с крупными наследственными изменениями (мутациями).

Часть ученых считает этот процесс случайным, часть — целенаправленным. Концепция Матюшина касается только происхождения человека, он опубликовал её в книге “У истоков человечества”(1982). Являясь сторонником африканской прародины человека Г.Н.Матюшин пришел к выводу, что именно геология Восточной и Южной Африки сыграла на начальных стадиях антропогенеза решающую роль.

Здесь много стоянок первобытных людей и разнообразие австралопитековых. Именно здесь геологи обнаружили разлом коры и Южно-Африканский рудный пояс с двумя огромными урановыми провинциями, месторождение радиоактивного тория и повышенный уровень радиации.

По мнению Г.Н Матюшина, проживавшие здесь обезьяны постоянно облучались, у них возникали крупные мутации: увеличение объема мозга, прямохождение, потеря клыков, которые заменяют обезьянам орудия. Поскольку предчеловек биологически был хуже адаптирован, он выжил благодаря орудиям труда и социальной организации. Не понятно, почему мутации коснулись только обезьяноподобных, кроме того известно, что большинство мутаций приносит не пользу, а вред.

Концепция антропогенеза Г. Осборна.

Генри Осборн — американский палеонтолог, выдвинул теорию аристогенеза — прямолинейный эволюционный процесс, направленный в сторону улучшения организации и связанный с накоплением в зародышевой плазме “аристогенов”.

Он считал, что современный человек не имеет общих предков с обезьянами, а образует самостоятельную филогенетическую ветвь. Он происходит от “человека зари” — из Центральной Азии. «Человеком зари» Осборн считал эоантропа Даусона, найденный в 1911 году и оказавшегося в последующем просто подделкой.

Концепция фетализации Л. Болька.

В 1926 году Луи Болька выступил со своей концепцией о том, что человек произошел в результате замедления развития приматов, сохранив во взрослом состоянии эмбриональные черты других высших приматов (такой «половозрелый зародыш обезьяны»).

Причина Болька видел в изменение функции эндокринных желез. Если действие гормонов ослабевает, то у человека появляются черты предков .

Автогенез. Концепции, основанные на влиянии условий среды и образа жизни и саморазвитии. Автогенез — направление в эволюционизме, которое считает, что движущей силой эволюции является “стремление” к прогрессу, изначально заложенное внутри самих живых организмов, т.е. этот процесс запрограммирован.

Концепция Ф. Энгельса.

Он рассматривал человека не как биологический вид, а как социальное существо. Антропогенез — новый этап эволюции — результат непосредственного влияния трудовой деятельности на организм с последующим наследственным приобретением признаков.

Совместный труд объединял в сообщество, появилась членораздельная речь, как необходимая для общения. Но сам труд не может быть не осознанным, поэтому сначала должно было появиться сознание и здесь возникает масса вопросов о том, что первично – сознание или труд.

Концепция Ганса Вейнерта.

Человек произошел от шимпанзоидной ветви развития.

Основная причина — изменение климата: “Ледниковый период создал человека”. Самое главное — овладение огнем, потому что человек с факелом лучше защищен, чем все другие животные. Огонь объединил людей, и у них появилось стремление к постоянному обладанию огнем.

Огонь и обледенение — основные факторы развития.

Концепция Б.Ф. Поршнева.

Рассматривал психический аспект эволюции человека. Он считал, что гоминиды имеют только один вид — разумный, а остальные составляют вид троглодитиды. Особенность гоминид — речь, особенность троглодитид — двуногость и некрофагия (трупоядение). К последним он относил и австралопитеков и других представителей, которые не имели зубного приспособления к мясу.

Выделившись среди других гоминиды стали мигрировать, чтобы отделиться от троглодитидов и уходили в более суровые места для охоты. Обратная миграция явилась основой для современной истории человечества.

Глобальный эволюционизм — развитие неживой и живой природы, человека и общества в едином эволюционном процессе.

Концепция К.М.Бэра.

В 1834 году Бэр формулирует “всеобщий закон природы” — единый процесс развития материи всегда идет в направлении повышения уровня организации.

Он считал, что “вся история природы является только историей, идущей вперед победы духа над материей”. Он считал, что человек изначально образовал отдельную филогенетическую ветвь. Возникновение разума во Вселенной необязательно должно быть связано с наличием воздуха и воды и не исключал других видов жизни на других планетах.

Концепция П. Тейяра де Шердена (умер 1955).

Его концепцию называют финалистической и спиритуалистической.

По мнению де Шардена, земля оказалась в уникальном участке Космоса, где некогда образовался трансцендентный (потусторонний) мыслящий центр — универсум, сыгравший роль “перводвигателя” эволюции, имеющей следующие фазы: преджизнь, жизнь, мысль (ноосфера) и сверхжизнь. Человек является венцом антропогенеза, которым завершается космогенез. Носителями прогрессивной линии в эволюции стали приматы — самые неспециализрованные из всех млекопитающих, но обладающие сравнительно большим мозгом.

Он видел основное отличие человека от животных в том, что человек не может жить без перспективы, без надежды, в этом случае, он перестаёт творить и созидать. Поэтому в идее свержизни де Шерден подразумевал бессмертие души.

Педоморфоз. Гипотеза фетализации Л. Болька

Педоморфоз. Гипотеза фетализации Л. Болька.

Важное эволюционное значение может иметь педоморфоз — одна из форм эволюционных преобразований онтогенеза, основанная на гетерохрониях. Педоморфоз представляет собой генетически обусловленное (наследственное) сохранение во взрослом состоянии признаков более ранних стадий онтогенеза. Термин «педоморфоз» («уподобление детенышу») был введен В.Гарстангом в 1922г.; его долгое время использовали преимущественно для обозначения сохранения во взрослом состоянии личиночных признаков.

При наличии в жизненном цикле личиночной стадии, существенно отличающейся по строению, физиологии и образу жизни от взрослого организма, у некоторых видов в определенных условиях происходит задержка (ретардация) морфогенеза соматических структур при сохранении нормальных темпов развития половой системы.

Личинки приобретают способность к размножению — половому (неотения) или партеногенетическому (педогенез). Эти явления представляют собой ненаследственные модификации онтогенеза: в других условиях личинки могут нормально метаморфизировать, превращаясь во взрослую стадию. Широко известным примером неотении являются аксолотли — неотенические личинки американских саламандр — амбистом (Ambystoma tigrinum и др. ).

Неотения является результатом подавления активности эндокринных желез, стимулирующих метаморфоз (у земноводных — щитовидная железа). Воздействуя на аксолотлей соответствующими гормональными препаратами, можно добиться нормального метаморфоза — аксолотль превращается во взрослую амбистому.

При педоморфозе происходит наследственное изменение (уменьшение чувствительности соматических тканей личинки к гормонам, стимулирующим метаморфоз), что приводит к полной утрате взрослой стадии онтогенеза: жизненный цикл укорачивается, последней в нем становится стадия, которая была прежде личиночной.

Такой педоморфоз произошел, например, в эволюции некоторых групп хвостатых земноводных (протеи, сирены).

На основе педоморфоза сформировалась организация аппендикулярий (Appendiculariae) — одного из классов подтипа низших хордовых — оболочников (Tunicata). Вероятно, предки аппендикулярий имели жизненный цикл со свободноплавающей личинкой и прикрепленной неподвижной взрослой стадией, подобно современным асцидиям (Ascidiae).

В результате педоморфоза у предков аппендикулярий прикрепленная взрослая стадия онтогенеза была утрачена, и строение современных представителей этой группы во многом остается близким к строению личинок асцидий (имеются хорда, сегментированные мышцы, спинной нервный ствол и др.)

В последние десятилетия получило распространение широкое понимание термина «педоморфоз» как эволюционного изменения онтогенеза, связанного с сохранением во взрослом состоянии признаков любых более ранних стадий индивидуального развития, в том числе и неличиночных.

Одна из наиболее поразительных особенностей анатомии человека — крайнее сходство ее со строением тела эмбрионов или ювенильных форм человекообразных обезьян.

Голландский эмбриолог и анатом Луис Больк был первым, кто проанализировал эти особенности с эволюционной точки зрения. Гипотеза получила название «гипотеза фетализации». Согласно Л.

Больку, человек представляет собой как бы «неповзрослевшую» обезьяну. Множество признаков взрослого человека — большой мозг относительно малого лица, отсутствие шерсти на теле и наличие ее в виде волос на голове, чрезвычайно длительный период прорезывания зубов , слабая пигментация у некоторых рас — соответствуют таковым у эмбриона шимпанзе. Явление замедление развития (ретардация) эмбриона известно у многих животных. Выпадение из жизненного цикла у животных взрослой стадии, когда размножается личинка, называется неотенией.

Таким образом, человек, по Л. Больку, представляет собой половозрелый зародыш обезьяны.

Для дальнейшего изложения вопроса, на основании изучения зародышей шимпанзе и гориллы, длиной 23-24 см, Л. Больк нашел в организации человека такие эмбриональные черт:

• волосяной покров взрослого человека по сравнению с высшими обезьянами имеет эмбриональный характер;
• ушная раковина зародыша гориллы очень похожа на ухо взрослого человека: она закруглена, снабжена мочкой, которая у взрослой гориллы выражена слабее, чем у зародыша, и лишена остатка остроконечного уха млекопитающих;
• на веках зародышей гориллы и шимпанзе есть складки, исчезающие уже у новорожденных обезьян, а у человека они остаются на всю жизнь;
• у взрослых шимпанзе и гориллы хвостовой отдел позвоночника редуцирован в большей степени, чем у человека, кроме того, у человека зародышевая искривленность хвостовых позвонков сохраняется на всю жизнь, а у взрослых гориллы и шимпанзе хвостовой отдел позвоночника расположен почти прямо.

Основываясь на указанных представлениях Л. Болька и с учетом современных данных молекулярной биологии, в отношении гипотезы происхождения Homo sapiens можно говорить о следующем. В известный период у всех особей человекоподобных обезьян, в силу определенных экологических условий, значительно увеличились генетические мутации. Широкий спектр накопленных мутагенных изменений в их организмах в итоге вызвал ‘катастрофическое’ увеличение рождаемости недоношенных детенышей. Это происходило на протяжении эволюционно достаточного периода времени.

В результате, именно благодаря биологическому механизму преждевременных родов у самок обезьян, был совершен естественный отбор прогрессивного вида изменений из возникшего спектра всех генетических изменений. Отобранные в такой способ изменения фактически и стали основными признаками нового вида приматов — Homo sapiens, т.е. преждевременные роды оказались тем определяющим механизмом, который способствовал эволюционному переходу на качественно иной уровень физиологических и, соответственно, психических возможностей Homo sapiens.

Сформулированные выше представления позволяют по-новому поставить вопрос понимания процессов, которые происходят сегодня в мире и имеют заметное социальное значение для большинства промышленно развитых стран.

Современные статистические данные медицинских служб многих стран свидетельствуют, что за последние десятилетия динамически увеличивается количество недоношенных детей. Согласно современному определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), недоношенным считается ребенок, рожденный на сроке беременности до 37 недель и имеющий все признаки незрелости. Научная медицинская доктрина классифицирует это как “патологическое явление” в ряду других “патологических заболеваний детей неонатального возраста”.

Такой подход определяет и соответствующие медицинские мероприятия, среди которых одним из главных является вопрос обеспечения “нормального периода эмбрионального развития плода”. Это приводит к тому, что в экономически развитых странах за последние 30 лет частота преждевременных родов остается почти неизменною. С учетом значительных социальных изменений и прогресса медицины, кажется удивительным, что никакие усилия не способствуют уменьшению частоты преждевременных родов, а наоборот, в большинстве стран неуклонно возрастает их количество.

Однако именно это подтверждает правомерность излагаемой ниже точки зрения.

Приводимые в тексте определения и понятия рекомендуются ВОЗ для обработки статистических данных относительно понятий живорождения, перинатального периода и параметров физического развития новорожденного (плода).

• Новорожденные (плоды), родившиеся с массой тела до 2500 г., считаются плодами с низкой массой при рождении; до 1500 г. — с очень низкой; до 1000 г. — с экстремально низкой.

• Перинатальный период начинается с 28 недель беременности, включает период родов и заканчивается через семь полных дней жизни новорожденного.
• Преждевременными родами принято считать роды, наступившие при сроке беременности до 37 недель.

a. Преждевременные роды в 22 — 27 недель (масса плода от 500 до 1000 гр.)

Преждевременные роды при сроке гестации 28 — 33 недели (масса плода 1000 — 1800 гр.)

c. Преждевременные роды при сроке гестации 34 — 37 недель (масса плода 1900 — 2500 гр. и более).

Для того, чтобы говорить об общей картине эволюционного изменения, необходимо учитывать и другие факторы.

Например, на Западе из тысячи беременных, по показаниям генетиков, прерывают беременность около 40 женщин (4%). В России из тысячи беременных женщин, по рекомендации генетиков, прерывают беременность только восемь, при условии, что ежегодно регистрируется 1,3 миллиона беременных женщин, из них 60% делают аборты, 10% теряют не рожденных детей и только 30% рожают.

В Украине, по данным Министерства здравоохранения, ежегодно обследуются свыше 400 тыс. беременных женщин, в результате в 2001 г. было выявлено 1700 случаев аномалий у не рожденных детей.

Известные научные представления о процессе акцелерации развития человека дают основания рассматривать увеличение за последние десятилетия количества преждевременных родов практически во всех развитых странах как одно из проявлений именно процесса акцелерации.

Так в работе отмечается, что процесс акцелерации особенно усилился за последние 60 лет и стал заметен даже без специально проводимых исследований. В этом можно заметить известную корреляцию по времени с уже приводимой информацией за 1996-97 г. из журнала «PROLOG-Акушерство» о том, что „…последние 30 лет частота преждевременных родов остается почти неизменной…”.

Это свидетельствует, что как минимум с начала 1960 годов врачи-акушеры начали особо выделять такие случаи. Аналогичным, неким косвенным, подтверждением можно рассматривать время начала организации и создания специальных неонатальных служб в системе здравоохранения разных стран, т.е. формирования, не существовавшего до этого ни в одной стране, нового направления в здравоохранении.

Все это дает основания рассматривать увеличение количества преждевременных родов не как «патологическое» явление, а как факт известной саморегуляции существования вида Homo sapiens в общем контексте понимания современного процесса акцелерации развития.

Такие представления общего характера позволяют предполагать, что современное человечество практически “включило” тот же биологический механизм, что был задействован и в период выявления, как разумных существ, нового вида Homo sapiens из среды человекообразных обезьян – механизм преждевременных родов.

Тогда следует говорить, что на данном историческом этапе явление преждевременного рождения детей требует изучения не как “патологического”, а как медико-социального, действие которого, как эволюционного механизма, уже использовалось в истории человечества и результат его известен.

Вполне вероятно, что процесс выявления из среды сегодняшних разумных приматов Homo sapiens новой генерации разумных приматов, которую можно предложить определять как Primat Ora (лат. primator – главенствующий, англ. premature — преждевременный), уже обрел характер необратимого исторического процесса (более 10%).

Одним из основных признаков такого видоизменения организации нового человека должен опять стать срок так называемой нормальной беременности (внутриутробного развития), т.е. если для вида Homo sapiens — 9 месяцев (37-41 недель), то для Primat Ora — 7 месяцев (ориентировочно 29-31 недель). Вполне вероятно, первыми психо-физиологическими проявлениями Primat Ora в социальной жизни современного общества можно рассматривать явление, которое уже обрело достаточный резонанс и описывается как «дети цвета индиго» (дети Индиго).

Выводы.

Приведенные факты указывают, что для того чтобы говорить и принимать решения о каких-то изменениях в социально-медицинских концепциях, необходим всесторонний научный анализ достоверных данных по данному вопросу.

В тоже время, если исходить из правомерности такой точки зрения, можно отметить следующее:

— Современные возможности медицины позволяют препятствовать эволюционному процессу выявления из среды Homo sapiens новой генерации человека ( своеобразный вариант межвидовой борьбы).

— Современный человек, на стадии рождения и выхаживания недоношенных детей, также использует возможности, которые отсутствовали для человекообразных обезьян («чудеса неонатальной реанимации»).

— Изложенные представления дают основания предполагать, что современное человечество практически “включило” тот же биологический механизм, что был задействован и в период выявления, как разумных существ, нового вида Homo sapiens из среды человекообразных обезьян – механизм преждевременных родов.

— Вполне вероятно, реальный процесс выявления из среды сегодняшних разумных приматов Homo sapiens новой генерации разумных приматов уже обрел характер необратимого исторического процесса (>10%).

— Предлагается новую генерацию разумных существ определять понятием Primat Ora (лат. primator – главенствующий, анг. premature — преждевременный).

Основные концепции антропогенеза

Антропогенез (от греч. anthropos — человек, genesis — развитие) — процесс эволюции предшественников современного человека, палеонтология человека. Также — наука, изучающая этот процесс. И религиозные, и философские, и научные взгляды со временем менялись, влияли друг на друга и причудливо переплетались. Иногда крайне сложно разобраться, к какой сфере отнести ту или иную концепцию. Количество существующих взглядов на происхождение человека огромно.

Причины этого на наш взгляд следующие:

большой интерес публики и как следствие — необходимость осторожности в выводах, пересечение с религиозными, философскими, традиционными и даже политическими воззрениями;

2. многие неспециалисты занимаются антропогенезом — их точки зрения могут быть более популярны, чем строго научные построения;

3. недостаток материалов — ограниченность ископаемых находок, их фрагментарность, часто — труднодоступность для изучения;

4. Одной из причин является и существование множества методов изучения процесса антропогенеза, часто приводящих специалистов к неоднозначным и неодинаковым результатам.

1-й подход –родословный.

Развитие товарообмена в свое время способствовало становлению такого общественного устройства, как род. Род – коллектив кровных родственников, происхождение которого ведется от одного общего предка. Самая ранняя родовая организация общественных отношений была открыта у кроманьонцев, селившихся в Европе около 40 тыс. лет назад.

Обмен, сам по себе, предполагает различие, дифференциацию товаров, что обусловливается общественным разделение труда и обособлением потребления. Таким образом, товарообмен как форма внешних сношений между родами основывался на обособлении условий жизни. Внутриродовые отношения, напротив, строились на совместном, коллективном производстве и потреблении. В связи с этим, род самоопределялся через происхождение: во внешних отношениях от особого, а во внутренних – от общего предка.

Итак, самая ранняя концепция происхождения человека была обусловлена господствующим способом производства, потребления и формой обмена.

2-й подход —религиозный.

С образованием первых государств возникает религиозное верование в божественное сотворение человека. Государство – социальная организация с установленной формой управления, основанная на власти, политическом господстве, принуждении, насилии, эксплуатации человека человеком.

Теории происхождения жизни, подготовка к ЕГЭ по биологии

Теория креационизма (лат. creatio — творение)

С самого раннего момента своего появления человечество наделяло природу особыми свойствами: существовал тотемизм — поклонение
какому-либо животному или растению как своему мифическому защитнику. С течением времени появились монотеистические религии,
в которых утверждалось, что настоящий мир создан творцом в результате акта сверхъестественного творения.

За всю историю существования человечества сторонниками этой теории не было приведено ни одного подтверждающего доказательства.
Справедливо отметить, что и опровергнуть эту теорию невозможно. Основополагающим моментом здесь являются не факты, а вера.

Теория стационарного состояния

Согласно данной теории, жизнь никто и ничто не создал(о) — жизнь, как и Вселенная, существует вечно, не имея точки начала и
конца. Отдельные тела в этой системе — галактики, звезды, небесные тела и живые организмы — рождаются и умирают.

Теория панспермии (греч. pan — всё и sperma — семя)

После формирования и остывания нашей планеты на ее поверхности сложились условия благоприятные для развития жизни.
Теория панспермии гласит о том, что жизнь на нашу планету была занесена извне, из космоса с падением метеороида или астероида.
На Землю попали зачатки живого — споры бактерий, вирусы.

Теория самозарождения

Сторонники этой теории считали (или считают, если такие еще остались)), что жизнь способна самозарождаться из неживого. Еще
Аристотель считал, что личинки, из которых появляются мухи, самозарождаются в гниющем мясе. Эти представления были довольно
долго распространены и популярны.

Особое внимание обратим на витализм (лат. vitalis — жизненный) — учение о существовании нематериальной сверхъестественной
жизненной силы, управляющей жизненными явлениями. Витализм и теория самозарождения тесно взаимосвязаны.

Особенно активно эти идеи обсуждались в конце XVI века, когда апогея достигла легенда о гомункулусе. Свой рецепт «приготовления»
гомункулуса Парацельс описывает так: «Возьмите сперму и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение 40
недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя, родившееся от женщины».

Кажется что-то таинственное и магическое скрыто за этими древними строками, однако это всего лишь остроумная шутка, на которую
попались многие, даже из числа наших современников. Первым аргументированно попытался опровергнуть теорию самозарождения
жизни Франческо Реди в 1668 году.

Опыт Франческо Реди состоял в доказательстве того факта, что в плотно закрытых банках, куда не могут попасть мухи, не развиваются и
черви — их личинки. В таких банках мясо гниет, но не «производит» червей. Ранее Уильям Гарвей, английский медик, постулировал: «Все
живое происходит из яйца».

Казалось бы, теория самозарождения опровергнута — точка. Но хитрые виталисты обвинили Франческо Реди в том, что закрыв
банки тканью, он предотвратил доступ в них жизненной силе, и, естественно, жизнь в них не зародилась. Так что теория
самозарождения пошатнулась, не более, но выстояла этот удар.

Лишь спустя почти 200 лет — в 1862 году — Луи Пастер нанес сокрушительный удар по виталистам, окончательно развенчав теорию
самозарождения. Пастер кипятил в S-образной колбе молоко, в котором находились микроорганизмы. После кипячения
колбы оставляли на открытом воздухе. За счет S-образной колбы бактерии оседали на стенках, не достигали молока: процессы брожения и гниения не начинались.

Это был сокрушительный удар по виталистам! Они не могли обвинить Пастера, как Франческо Реди, в том, что жизненная сила
не проникает в колбу, так как просвет S-образной колбы сообщался с внешней средой. Таким образом, Луи Пастер доказал, что
зарождение микроорганизмов в гниющих бульонах не является самозарождением жизни, а возникает только при непосредственном
сообщении бульона с воздухом.

В честь Луи Пастера процесс тепловой обработки пищевых продуктов называется пастеризацией. Она представляет собой нагревание
жидких продуктов до 60-70 °C в течение 60 минут, в результате чего болезнетворные микроорганизмы погибают. Это позволяет сохранить продукты свежими на долгое время.

Гипотеза А.И. Опарина абиогенного происхождения жизни

Одним из первых в 1924 году научно пытался обосновать появление жизни на земле советский ученый Опарин, а через 5 лет в — 1929
году — Дж. Холдейн. Согласно теории Опарина, жизнь
представляет собой закономерный этап эволюции химических соединений — молекулярных преобразований, их полимеризации,
возникновение более сложных по строению веществ. Процессы возникновения жизни по Опарину делятся на 3 этапа:

• Возникновение органических веществ из неорганических. Образование первичного бульона
• Усложнение строения веществ (появление белков, нуклеиновых кислот). Формирование коацерватов — капель с большой
  концентрацией коллоида
• Возникновение самовоспроизводящихся организмов, появление в них матричного синтеза на основе РНК, затем и ДНК

В результате таких преобразований из первичного бульона возникли первые прокариотические клетки.

Теорию Опарина и Холдейна подверглась проверке на практике. Первые эксперименты провел С. Миллер, пытавшийся синтезировать
органические вещества из неорганических. Миллер использовал колбу, в которой непрерывно циркулировали метан, аммиак, водород
и угарный газ (CO) — когда-то составлявшие атмосферу Земли (кислород в ее составе отсутствовал).

По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара, жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот.

С точки зрения вероятности возникновение жизни весьма маловероятно, однако учитывая очень долгое время (1 млрд. лет от
появления Земли) вероятность такого события значительно возрастает.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Антропогенез — Карта знаний

• Антропогене́з — часть биологической эволюции, которая привела к появлению человека разумного (лат. Homo sapiens), отделившегося от прочих гоминид, человекообразных обезьян и плацентарных млекопитающих, процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности, речи. Изучением антропогенеза занимается множество наук, в частности антропология, палеоантропология, генетика, лингвистика.

  В эволюционном контексте термин «человек» относится не только к ныне живущим людям, но и к представителям вымерших видов рода Homo. Кроме того, исследования антропогенеза распространяются на других гоминид, например, австралопитеков. Род Homo отделился от австралопитеков или подобных им гоминин около 2 млн лет назад в Африке. Существовало несколько видов людей, большинство из которых вымерло. К ним, в частности, относятся эректусы и неандертальцы.

  Важнейшими этапами антропогенеза, отделившими человека от других гоминид и выделившими его из мира животных, были начало изготовления орудий труда, освоение огня и появление языка.

  Начиная с H. habilis, люди использовали каменные орудия, всё более искусно изготовленные (см. Палеолит). В последние 50 тыс. лет технология и культура изменяются быстрее, чем в предшествующие эпохи.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Австралопите́ки (лат. Australopithecus, от лат. australis — южный и πίθηκος — обезьяна) — род ископаемых высших приматов, обладающих признаками прямохождения и антропоидными чертами в строении черепа, чей хронологический период (как рода) определяется от 4,2 до 1,8 млн лет назад. Также понятие «австралопитеки» часто используется шире и распространяется на большую эволюционную группу гоминидов — австралопитецины (Australopithecinae), включающую в себя помимо рода Australopithecus представителей ещё…

Люди (лат. Homo) — род семейства гоминидов отряда приматов. Включает вид человек разумный (Homo sapiens) и близкие ему вымершие виды. Предками Homo, вероятно, являются австралопитеки.

Эректус (лат. Homo erectus), или человек выпрямленный, человек прямоходящий (устар. архантропы) — ископаемый вид людей, который рассматривают как непосредственного предка современных людей.

История палеонтологии изучает последовательность действий по осмыслению жизни на Земле на основе ископаемых останков живых организмов. Так как в задачу палеонтологии входит изучение живых организмов прошлого, её можно считать областью биологии, но её развитие было и остается тесно связанно с геологией и процессом изучения истории самой Земли.

Упоминания в литературе

Традиционная «африканская» моноцентристская версия антропогенеза выстраивает начальную летопись человечества как результат эволюционных переходов от австралопитека («южной обезьяны») к «человеку умелому» (Homo habilis) и далее к «человеку прямоходящему» (Homo erectus). «Человек умелый» – высокоразвитый австралопитек. Он обнаружен Джонатаном Лики в 1961 году в ущелье Олдувай в Танзании. Позже аналогичные находки были сделаны в других местах Восточной и Южной Африки. «Человек умелый», судя по найденным останкам, существовал 3,5—2 млн. лет назад. Он назван умелым, поскольку рядом найдены каменные орудия, сделанные из гальки. Размер его мозга – 500—640 см?, рост составлял 1,0—1,5 м, а вес – около 30—50 кг. У «человека умелого» первый палец стопы не был отведен в сторону, а так же, как у нас, располагался вместе с другими пальцами. Это означало, что нога его была полностью приспособлена к двуногому передвижению. Прямоходящим он, однако, не был. Более того, с «человеком прямоходящим» он жил в одно время и потому не мог быть его предком. Но это означает, что «человека умелого» следует относить к вымершему виду обезьян, а историю рода человеческого начинать с эпохи «человека прямоходящего»!

Итак, окончательное выделение линии гоминид произошло не позднее 5 млн лет назад. Об этом свидетельствуют открытия Sahelanthropus tchadensis («сахелантроп чадский» 7–6 млн лет назад), которого ряд специалистов считает первым прямоходящим гоминидом (см. выше), Orrorin tugenensis (ок. 6,2 млн лет назад)[101] и примечательных во многих отношениях ардипитеков. Кроме того, эти открытия показывают, что те виды австралопитеков, которые до недавнего времени считались древнейшими предками человека, отнюдь не исчерпывают всего разнообразия ранних гоминид. Не исключено, что именно этот, самый ранний период становления Homo окажется наиболее богатым видовыми вариациями путей «выхода» из драматического эволюционного тупика. Учитывая, что с экосистемной точки зрения антропогенез можно рассматривать в контексте общего направления эволюции разных групп млекопитающих, начавших в миоцене осваивать открытые пространства [52], явление это вполне укладывается в инерционное доразвитие затухающей у них горизонтальной эволюции. Вернее, борьба вертикальных и горизонтальных устремлений ГЭВ неизменно завершалась победой последних, а успех первых ограничивался лишь локальными спорадическими прорывами. Но слабое звено в биосистеме уже было найдено и, в конце концов, положение стало меняться.

Проблема изменчивости и разнообразия “ранних Homo”, видимо, еще долгие годы будет терзать умы палеоантропологов. Две противоборствующие концепции никак не могут одолеть друг друга. Согласно первой, среди первых представителей рода Homo имелась довольно большая половая или же межпопуляционная вариабельность. Согласно второй, наблюдаемые различия слишком велики и отражают существование как минимум двух видов: более мелкого Homo habilis и более крупного Homo rudolfensis. Установлению истины посвящены многие статьи и главы в умных книгах, мудрыми учеными применялись заковыристые математические анализы, оценки полового диморфизма и сравнения с изменчивостью обезьян и гоминид от австралопитеков до современных людей. Ничего не помогает. Как обычно, в конце таких работ звучит вечное упование на грядущие находки, которые таки прольют свет на темную загадку антропогенеза.

Спор о происхождении человека, который в XVIII–XIX веках имел существенный богоборческий характер, ныне, с умножением наших знаний о древнейшем человеке, утратил эти «идеологические» ноты. Несмотря на огромное число интереснейших находок, мы ныне лучше, чем сто лет назад, понимаем, что в антропогенезе больше белых пятен, чем безусловных истин. Является ли рамапитек предком австралопитека, австралопитек – предком питекантропа, питекантроп – предком неандертальца, неандерталец – современного человека или ископаемые люди в действительности – тупиковые ветви подсемейства Homininae, – вопрос этот открыт и поныне. Но то, что древнее существо, имеющее с нами, по крайней мере, семейственное единство, задумывалось о вопросах, выходящих за пределы пропитания и продолжения рода, – это теперь почти общепризнанный факт. Другое дело, когда начало задумываться оно об этом и каков был ход мыслей людей, живших десятки и сотни тысяч лет назад, имевших иную анатомию и меньший объем иначе устроенного мозга. Но «никто еще не смог с определенностью сказать, – точно указывает швейцарский палеоантрополог Карл Нарр, – какие размеры и структура мозга необходимы для развития религиозных представлений».[118]

Около 250 тыс. лет назад питекантроп уступил место древней разновидности «человека разумного» (homo sapiens) – неандертальцу. Физиологически он уже мало отличался от современного человека. Около 35–10 тыс. лет тому назад закончилось таяние ледника и установился климат, близкий к современному. Использование огня для приготовления пищи, дальнейшее развитие орудий труда, первые попытки упорядочения отношений между полами существенно изменили физический тип человека. Именно к тому времени завершился процесс антропогенеза. Люди, вытеснившие неандертальцев 40–30 тыс. лет назад, уже утратили черты, придававшие их предшественникам звероподобный облик. Тогда же в результате приспособления к природной среде сформировались существующие и поныне европеоидная, негроидная и монголоидная расы. Люди заселили все континенты, проникли в Австралию и Америку.

Связанные понятия (продолжение)

Турка́нский мальчик — скелет подростка; самый полный из найденных останков, относящихся к виду человек работающий (Homo ergaster).

Челове́к разу́мный (лат. Homo sapiens; преимущественно лат. Homo sapiens sapiens) — вид рода Люди (Homo) из семейства гоминид в отряде приматов. В начале верхнего палеолита, около 40 тысяч лет назад, его ареал уже охватывает практически всю Землю. От остальных современных человекообразных, помимо ряда анатомических особенностей, отличается относительно высоким уровнем развития материальной и нематериальной культуры (включая изготовление и использование орудий труда), способностью к членораздельной…

Палеоли́т (др.-греч. παλαιός ‘древний’ + λίθος ‘камень’; = древнекаменный ) — первый исторический период каменного века с начала использования каменных орудий гоминидами (род homo) (около 1 млн лет назад) до появления у человека земледелия приблизительно в 10 тысячелетии до н. э. Выделен в 1865 г. Джоном Лаббоком.

Питека́нтроп (от др.-греч. πίθηκος — обезьяна и ἄνθρωπος — человек), или обезьяночеловек, или «яванский человек» — ископаемый подвид людей, некогда рассматриваемый как промежуточное звено эволюции между австралопитеками и неандертальцами. Оценённый интервал существования между 1 млн и 700 тыс. лет назад. В настоящее время питекантропа рассматривают как локальный вариант Homo erectus (наряду с гейдельбергским человеком в Европе и синантропом в Китае), характерный преимущественно для Юго-Восточной…

Переходная форма — организм с промежуточным состоянием, обязательно существующим при состоявшемся постепенном переходе от одного биологического типа строения к другому. Переходные формы характеризуются наличием более древних и примитивных (в значении первичных) черт, чем их более поздние родственники, но, в то же время, наличием более прогрессивных (в значении более поздних) черт, чем их предки. Как правило, говоря о промежуточных формах, имеют в виду ископаемые виды, хотя промежуточные виды вовсе…

Палеоантропология (греч. παλαιανθρωπολογία, от παλαιός — древний и ἄνθρωπος — человек) — раздел физической антропологии, изучающий эволюцию гоминид на основе ископаемых останков.

Homo ergaster (рус. Человек работающий) — ископаемый вид людей, появившийся в Африке 1,8 млн лет назад в результате эволюции Homo habilis или Homo rudolfensis. Рассматривается как промежуточное звено между австралопитеками и Homo erectus, иногда описывается как африканский подвид питекантропов (лат. Homo erectus ergaster), однако всё большее число исследователей склонны отличать их от неафриканских представителей человеческого рода, живших в промежутке 1,8—1,5 миллиона лет назад — время существования…

Дмани́сский гомини́д — вымершая форма гоминидов, чьи останки обнаружены на территории Грузии. Ранее был известен как Homo georgicus.

Человек флоресский (лат. Homo floresiensis) — гипотетический ископаемый карликовый вид людей. Из-за малого роста флоресский человек известен также как «хоббит» (по аналогии с существами, придуманными Дж. Р. Р. Толкином). Останки Homo floresiensis обнаружены в 2003 году в Индонезии (остров Флорес, пещера Лианг-Буа), где найдены несколько скелетов разной степени сохранности возрастом приблизительно в 13—95 тысяч лет (по последним альтернативным оценкам — 60—100 тысяч лет). По единственному известному…

Гипотеза мультирегионального происхождения неоантропа — гипотеза параллельной эволюции палеоантропов (или даже архантропов) до неоантропов на разных континентах Старого Света. Современные большие расы человека выводятся при этом от разных видов палеоантропов (или даже архантропов). Противоречит некоторым современным положениям теории эволюции животных. Крайние варианты гипотезы опровергнуты единством генофонда человечества и археологическими данными, подтверждающими в целом моноцентризм с весьма…

Неандерта́лец, человек неандертальский (лат. Homo neanderthalensis или лат. Homo sapiens neanderthalensis), в советской литературе также носил название палеоантроп — вымерший или ассимилированный представитель рода людей. Первые люди с чертами протонеандертальца существовали в Европе ещё 350—600 тысяч лет назад, последние неандертальцы жили около 40 тыс. лет назад.

Проконсул (лат. Proconsul) — род ископаемых приматов, семейства Проконсулид (Proconsulidae) эпохи миоцена, существовавший 17—21 млн лет назад в Африке. Выделяют 3—5 видов. Вид P. major из Уганды описывали как Ugandapithecus major и Ugandapithecus gitongai, а затем выделили в отдельный род моротопитек (Morotopithecus bishopi). Виды P. heseloni и P. nyanzae в 2015 году выделили в отдельный род Ekembo (E. heseloni и E. nyanzae).

Теропо́ды, или хищные динозавры (лат. Theropoda, буквально — звероногие, от др.-греч. θήρ — зверь и πούς — нога) — один из подотрядов ящеротазовых динозавров. Все тероподы перемещались на двух ногах, большинство — хищники, реже всеядные или растительноядные (теризинозавры, орнитомимиды). Большинство учёных с недавних пор стали относить к тероподам и современных птиц, таким образом птицы из потомков динозавров стали относиться к одному из подотрядов. Кисть обычно трёхпалая, стопа — четырёхпалая с…

Тумай — череп самки ископаемого гоминида, жившей ориентировочно 6—7 млн лет назад в Центральной Африке. Череп Тумай был обнаружен в пустыне Дьюраб на северо-западе республики Чад, недалеко от южного края Сахары, в ходе раскопок в местечке Торос-Менелла в 2001 году. Вместе с найденными на участке останками ещё пяти особей, описанными в июле 2002 международной командой из 38 учёных, послужил основой для выделения нового вида и рода — Sahelanthropus tchadensis (сахелантроп).

Мел-палеогеновое вымирание (мел-третичное, мел-кайнозойское, K-T вымирание) — одно из пяти т. н. «великих массовых вымираний», на границе мелового и палеогенового периода, около 66 миллионов лет назад. Частью этого массового вымирания явилось вымирание динозавров.

Ежэнь (кит. трад. 野人, пиньинь: yěrén, буквально: «дикий человек»), также известный как «китайский дикий человек» (кит. трад. 神农架野人, пиньинь: Shénnóngjiàyěrén, буквально: «Дикий человек из Шэньнунцзя») или «человек-медведь» (кит. трад. 人熊, пиньинь: rén xióng, палл.: жэньсюн) — легендарное существо, криптид, по ряду предположений — ещё не открытый гоминид, якобы обитающий в отдалённых горных лесных районах западной части китайской провинции Хубэй и некоторых соседних.

Арди (ARA-VP-6/500) — фоссилизированные фрагменты скелета самки Ardipithecus ramidus возрастом 4,4 млн лет. Считается одним из самых полных скелетов ранних гоминид: сохранилась большая часть черепа, зубы, тазовые кости, кости конечностей. В целом скелет более полный, чем известная находка Australopithecus afarensis под названием «Люси».

Эволюция рода Homo в основном происходила в Африке. Первым покинул Африку и заселил Евразию Homo erectus, миграции которого начались около 2 млн лет назад. За экспансией Homo erectus последовала экспансия Homo sapiens. Человек современного типа вышел на Ближний Восток около 70 тыс. лет назад. Отсюда люди направились сначала на восток и около 50 тыс. лет назад заселили Южную Азию, достигнув Австралии около 40 тыс. лет назад. Это было их первое проникновение в земли, где ранее человек ещё не бывал…

Подробнее: Ранние миграции человека

Археолемуровые (лат. Archaeolemuridae) — семейство вымерших лемуров, обитавших на Мадагаскаре в плейстоцене и голоцене. Представляли собой архаичную форму лемуров, приспособленную к наземному и полуназемному образу жизни.

Доказа́тельства эволю́ции — научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка. Благодаря этим доказательствам основы эволюционного учения получили признание в научном сообществе, а ведущей системой представлений о процессах видообразования стала синтетическая теория эволюции.

История Земли описывает наиболее важные события и основные этапы развития планеты Земля с момента её образования и до наших дней. Почти все отрасли естествознания внесли свой вклад в понимание основных событий прошлого Земли. Возраст Земли составляет примерно треть возраста Вселенной. В этот промежуток времени произошло огромное количество биологических и геологических изменений.

Гейдельбе́ргский челове́к (лат. Homo heidelbergensis) или протантро́п (лат. Protanthropus heidelbergensis) — ископаемый вид людей, европейская разновидность человека прямоходящего (родственный восточноазиатскому синантропу и индонезийскому питекантропу), обитавший в Европе 700—345 тыс. лет назад. По-видимому, является потомком европейского человека-предшественника (Homo antecessor) (к переходной форме можно отнести Homo cepranensis) и непосредственным предшественником неандертальца. Видовое единство…

Вымирание в четвертичном периоде, или четвертичное вымирание, — массовое вымирание живого мира (животных и растений) в четвертичном периоде эры кайнозоя. Началось в позднем плейстоцене (130 тысяч лет назад). Подавляющее большинство вымираний датируется началом голоцена. Возможные причины вымирания — антропогенное воздействие или изменение климата. Отличалось высокой скоростью исчезновения видов по всему земному шару. Особенно пострадала мегафауна — животные тяжелее 45 килограммов.

Авиа́лы (лат. Avialae, буквально — птичьи крылья) — клада летающих динозавров, включающая птиц, ныне живущих представителей надотряда. Обычно определяется как «все тероподы, более тесно связанные с современными птицами, чем с дейнонихозаврами», хотя используются и альтернативные определения.

Сне́жный челове́к (йети, сасквоч, бигфут (англ. bigfoot), энжей, авдошка, алмасты, голуб-яван) — легендарное человекообразное существо, якобы встречающееся в различных высокогорных или лесных районах Земли. Его существование утверждается многими энтузиастами, но на текущий момент не подтверждено. Высказывается мнение, что это реликтовый гоминид, то есть млекопитающее, принадлежащее отряду приматов и роду человек, сохранившееся до наших дней с доисторических времен.

Макраухе́нии (лат. Macrauchenia, от греч. μακρο- «длинный, большой» и новолат. auchenia «лама») — одни из последних представителей отряда литоптерн (Litopterna), относившегося к южноамериканским копытным (Meridiungulata). Они обитали в Южной Америке и вымерли в конце плейстоцена.

Эволюция птиц началась, согласно традиционным представлениям, в юрском периоде. Согласно этой версии, самым древним из известных видов птиц считается археоптерикс (Archaeopteryx lithographica). Птицы в этом случае рассматриваются как специализированные представители теропод, близкие к другим оперённым динозаврам из группы манирапторов, например дромеозавридам.

Челове́к уме́лый (лат. Hómo hábilis) — вид ископаемых гоминидов, высокоразвитый австралопитек или первый представитель рода Homo.

Исчезнувший (вымерший) вид — охранный статус, присваиваемый организму или группе организмов (таксонов), не встречавшихся в дикой природе с момента последнего официально зарегистрированного наблюдения. В качестве отправной точки исчезновения обычно рассматривается смерть последнего представителя данного вида, хотя способности размножаться и восстанавливаться могут быть потеряны ещё до этого времени. Поскольку потенциальный ареал вида может быть очень широким, определение отправной точки исчезновения…

Подробнее: Исчезнувшие виды (охранный статус)

Челове́к — общественное существо, обладающее разумом и сознанием, а также субъект общественно-исторической деятельности и культуры. Возник на Земле в результате эволюционного процесса — антропогенеза, детали которого продолжают изучаться. Специфическими особенностями человека, отличающими его от других животных, являются прямохождение, высокоразвитый головной мозг, мышление и членораздельная речь.

Дени́совский человек («денисовец» Homo altaensis) — вымерший вид или подвид людей. Известен по фрагментарному материалу из Денисовой пещеры в Солонешенском районе Алтайского края РФ.

Сина́нтроп (лат. Sinanthropus pekinensis — «пекинский человек», в современной классификации — Homo erectus pekinensis) — подвид рода люди, близкий к питекантропу, однако более поздний и развитый. Был обнаружен в Китае, отсюда и название. Жил около 600—400 тыс. лет назад, в период оледенения.

Кроманьонцы — общее название ранних представителей современного человека, которые появились значительно позже неандертальцев и некоторое время сосуществовали с ними (40—30 тысяч лет назад). По внешнему облику и физическому развитию фактически ничем не отличались от современного человека (за исключением деления на современные расы).

Подробнее: Кроманьонец

Птерода́ктили (лат. Pterodactylus, от греч. πτεροδάκτυλος, pterodaktulos — крылатый палец) — род птерозавров, ископаемые останки которых были обнаружены преимущественно в Зольнхофенских известняках Германии, которые датируются концом юрского периода (ранний титон), 152,1—145 млн лет назад, хотя более фрагментарные останки были найдены в других странах Европы и в Африке.

Динозавры сегодня играют значительную роль в современной культуре прежде всего как персонажи фантастических произведений с тех пор, как были открыты в 1842 году. В переносном смысле «динозавр» — это что-то устаревшее, отсталое от современности. Динозавры остаются популярными персонажами в фильмах, книгах, телевизионных программах и разных произведениях искусства. По сей день большинство людей представляют динозавров, как огромных и грозных ящеров и данный образ остаётся самым популярным в массовой…

Митохондриальная Ева — имя, данное в популярной культуре женщине, жившей в Африке около 200 000 лет назад, от которой современное человечество унаследовало митохондриальную ДНК (оригинальный термин, предложенный первооткрывателем Алланом Вильсоном — Lucky Mother — Удачливая мама). Эта женщина стала единственной, чьи потомки по женской линии дожили до наших дней. Параллельно с ней жили и другие женщины, но их митохондриальные ДНК до нашего времени не сохранились. От них людям могли достаться другие…

Гадропитеки (лат. Hadropithecus) — вымерший монотипический род лемуров семейства археолемуровых. Обитали на Мадагаскаре в плейстоцене и голоцене вплоть до исторического времени, по-видимому, вели наземный образ жизни.

Призрачная линия — палеонтологический термин, означающий филогенетическую линию, чьё существование предполагается, но не имеет ископаемых доказательств. Другими словами, это цепочка произошедших друг от друга форм, на существование которой есть лишь косвенные указания.

Обезьянолюди — предполагавшиеся предки человека, гоминиды, являющиеся переходной ступенью эволюции от животного — обезьяны — к человеку. Сторонники существования такой ступени расходились во мнениях о том, как выглядели обезьянолюди: по найденным фрагментам костей, которые, по мнению учёных, могли принадлежать обезьяночеловеку, практически невозможно определить детали. Теория о существовании обезьяночеловека активно обсуждалась в конце XIX — начале XX века. Проблемой занимались Габриэль Мортилье…

Упоминания в литературе (продолжение)

Биология человека может быть охарактеризована как сравнительная дисциплина, ибо она сопоставляет, в частности, индивидов одного вида с индивидами другого похожего вида. Это объясняет то обстоятельство, почему центральное значение приобрел вопрос о сходстве человека и обезьяны. Биология стремится построить своеобразную «лестницу живых существ», идея которой – доказать единство законов эволюции, возникновения новых, все более совершенных организмов. Поэтому первый и главный вопрос биологии человека касается места, которое он занимает в ряду других живых существ. Его спецификация осуществляется в ходе сравнения с млекопитающими, приматами, антропоидами. В результате выявляется, что анатомо-морфологические, онтогенетические и этологические отличия человека даже от наиболее близкого ему вида значительно глубже, чем различия между остальными видами. Стереоскопическое зрение, форма лица, развитая мускулатура, компенсирующая превращение руки в орудие труда, большой объем черепа, мышцы лица и, прежде всего, развитие гортани и аппарата речи – все это важнейшие анатомо-морфологические преимущества. Существенным является и то, что у человека с самого начала слабее развиты участки мозга, отвечающие за сохранение инстинктов, и гораздо сильнее выражены области, например, кортекса, отвечающие за развитие высших психических функций. К числу особенностей человека относится необычайно сильное развитие центральной нервной системы, наличие у него «второй сигнальной системы», более высокое отношение веса мозга к массе тела (если у человека оно составляет 1/46, то у слонов – 1/560, у китов – 1/8000). В настоящее время внимание ученых привлекает функциональная асимметрия полушарий головного мозга, которая используется в концепциях антропогенеза для объяснения происхождения речи и мышления.

На заре исследования антропогенеза исследователи были склонны в любой находке ископаемых приматов видеть прямого предка человека, включая зубы гесперопитека из Небраски, оказавшиеся на поверку останками плиоценовой свиньи-пекари. Отчасти это объяснялось стремлением ученых стать первооткрывателями, отчасти – немногочисленностью находок. В наши дни антропологи более осмотрительны и разборчивы. Уже далеко не каждая находка получает гордое собственное латинское наименование и титул Великого Предка. И хотя в популярных заметках о новейших находках традиционные восторженные фразы о “перевороте в науке” и “новом, самом древнем предке” остаются почти обязательными, в научных статьях их не встретишь.

При таком подходе «африканские» элементы одонтологического типа населения Сокотры совсем не обязательно связывать с дополнительными миграциями из Африки: они могут быть составной частью исходного генофонда, уходящего корнями в Южную Аравию. Однако эта трактовка материала предполагает признание генетического единства обеих частей (восточной и западной) большой экваториальной группы, что принимается далеко не всеми антропологами. В частности, один из авторов этих строк придерживается иной точки зрения (Зубов, 1968 и 1977), базирующейся на позиции «дицентризма», сформулированной рядом исследователей, начиная с Ф. Вейденрейха. Согласно этой точке зрения, африканцы (население Черной Африки) и австрало-веддо-меланезийская ветвь экваториальной группы суть представители генетически различных больших физико-антропологических стволов. Исходя из такого подхода, регион, в котором находится Сокотра, может рассматриваться не как промежуточное звено одной цепи, а как зона контакта между генетически различными («западными» и «восточными») африканоидами, а образовавшееся здесь население – как продукт метисации. В этом случае «африканский» компонент на Сокотре должен считаться результатом притока генов из Африки. Решение вопроса об этом компоненте зависит, таким образом, от решения гораздо более крупной проблемы генетического единства или конвергентного сходства двух ветвей большой экваториальной популяционной группы. С другой стороны, материалы, относящиеся к Сокотре, могут в немалой степени способствовать разрешению этой глобальной теоретической проблемы антропогенеза человечества, особенно если они будут дополнены данными по смежным регионам, и прежде всего Аравии, Месопотамии, Сомали.

Характерной чертой всех вышеприведенных рассказов является обилие чисто бытовых деталей и отсутствие у описываемых животных каких-либо сверхъестественных свойств, характерных для мифологии. Это лишь некоторые выдержки о встречах человека с динозаврами, почерпнутые из европейских источников. А сколько их еще в Индокитае и Японии, в Северной и Южной Америке, в Африке, в Азии, на Ближнем Востоке? И все они, равно как и многие оставшиеся за пределами нашего повествования примеры, свидетельствуют о том, что не такие уж далекие предки наших современников вопреки эволюционной хронологии и теории антропогенеза были, как того и требует библейский подход, «лично» знакомы с динозаврами. Самое же поразительное – это то, что множество упоминаний о динозаврах мы можем найти даже в Библии.

Первым исследователем, задавшимся целью «искать предка», стал голландский врач Евгений Дюбуа в 1890-е гг. К 1930 г. на Земле уже несколько десятков человек были заняты проблемами происхождения человека – по-научному говоря, антропогенеза. Сверхредкая специальность, буквально штучная. В большинстве стран мира ее нет в принципе, палеоантропологи и археологи-палеолитчики появились только в нескольких самых развитых странах мира. Все они – не специалисты, их для такой работы не готовили. Но все же специальность появилась и развивается.

Окончанием антропогенеза считается переход человеческого общества к верхнему палеолиту (35–10 тыс. лет назад). К этому времени уже сформировался человек современного физиологического типа. Первые люди этого облика называются кроманьонцами (по стоянке неоантропов в Кро-Маньон, Франция).

Каким может быть будущий вид предположить можно. В частности у него могут получить развитие эти пресловутые экстрасенсорные способности, которые у современного человека существуют чисто случайно. Проблема в другом, «ускорять» эволюцию, развивая свои резервные качества – бессмысленно. Потому что для того, чтобы эти способности развились, нужно уже быть представителями нового вида, обладать соответственно развитым мозгом. Аналогичная проблема возникала еще на заре антропогенеза по поводу труда. Считается, что человека из обезьяны создал труд. Но для того, чтобы трудиться человек должен уже быть человеком, а не обезьяной. Как пишет П.С.Гуре вич: «Эти рассуждения образуют замкнутый круг. Сознание рождается только как результат труда, но, чтобы заняться деятельностью, нужно иметь нечто подобное интеллекту Речь обретается внутри общности. Но какая сила побуждает жить сообща и искать общения? Все эти компоненты культурогенеза сцеплены, связаны, но непонятно, как они порождают друг друга» [11, с.65]. Должен быть какой-то дополнительный фактор, тот, что, возникнув случайно, закономерно привел к развитию головного мозга. З.Фрейд и последующие психоаналитики, в качестве такового фактора называли совесть [45]. Ф. Энгельс таковым фактором считал труд.

1. Матриархальная революция – в этом термине я упор делаю на второе слово – революция. С моей точки зрения, установление матриархата имело действительно глобальный, гораздо более глобальный, чем это было принято считать, характер, так как перемены оказались действительно всеобъемлющими. Они затронули не только социальную, культурную, религиозную, этическую и т. д. сферы, но и биологическую природу Homo sapiens sapiens. Причём в основе произошедших на заре человечества перемен, как мне представляется, лежали именно биологические изменения, причём в первую очередь – в организме женщины, которые позволили ей стать вершиной антропогенеза и полностью переустроить жизнь на планете, окончательно сделав её разумной. Изменение физиологии мужчин в тот период мы тоже, по-видимому, со временем сможем распознать и проследить, но эти изменения были вторичными, представляли собой форму адаптации мужчин к изменённому женщинами миру. Именно с наступлением матриархальной революции человечество осознало себя человечеством.

Следующим периодом развития было получение людьми огня. Обратимся к словам Ф. Энгельса: «…Добывание огня трением впервые доставило человеку господство над определенной силой природы и тем окончательно отделило человека от животного царства». Вследствие того что люди получили огонь, их пища стала более разнообразной. По сути, добыча огня ускорила антропогенез, ускорила развитие человека. При этом культ и значение женщин как хранительниц очага и лекарей ослаб. Несмотря на это, женщины продолжали собирать растения, которые затем употребляли в пищу. Обнаружение ядовитого и лечебного свойств растений происходило чисто эмпирическим путем.

Желание радикально изменить ситуацию двигало нами, когда в 2010 г. мы создали научно-просветительский портал АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ. В настоящее время в каталоге портала представлена информация о примерно 450 находках (притом что это только часть материалов – например, раздел «Неандертальцы» еще готовится к публикации).

Показателем же окончательного формирования изысканий в области каменного века как одного из направлений исследований нашей археологии можно считать начало чтения В.А.Городцовым в 1907 г. курса лекций «Первобытная археология» в Императорском Московском Археологическом Институте имени Императора Николая II. В одноименной публикации мы встречаем отчетливо выраженное эволюционистское понимание антропогенеза: «…Гипотеза о происхождении всех животных форм от одной простейшей формы, – утверждал тогда Городцов (1908: 34), – с каждым днем получает все большее и большее число подтверждений». Стоит отметить, что взаимоотношения первых поколений наших исследователей каменного века и Русской Православной Церкви чаще всего рассматриваются в рамках противопоставления «прогрессивных ученых» и «клерикалов» (см. например – Формозов 1986: 175-202). В связи с этим стоит обратить внимание читателей на то, что в православной литературе мы сможем обнаружить как однозначное отрицание эволюционной теории, так и стремление соотнести ее со сведениями Библии о сотворении мира. Так, например, по словам иеромонаха Серафима (Роуза), «здравое чувство простого православного христианина подсказывает отвернуться от „глубокой“ модной точки зрения, что человек произошел от обезьяны или любого другого низшего создания…» (иеромонах Серафим (Роуз) 1997: 93). С другой стороны, диакон А.Кураев (2006: 96, 107) предлагает «эволюционистское прочтение» первых страниц Ветхого завета: «у Православия, в отличие от язычества, демонизирующего материю, и от протестантизма, лишающего тварный мир права на сотворчество, нет основания для отрицания тезиса, согласно которому Творец создал материю способной к благому развитию».

Наука о происхождении человека его рас, изменчивости его как вида во времени и пространстве под воздействием различных условий вешней среды называется антропологией (от греч. antropos – человек, logos – наука). Одним из разделов антропологии является антропогенез, задачей которого является изучение проблемы происхождения и эволюции человека.

«Фамильный портрет», упоминавшийся выше, рисует лишь общие черты нашего далекого предка, каким он приблизительно должен быть. А каким он был на самом деле? Каким был тот реальный ход событий, в котором воплощаются принципиальные позиции антропогенеза?

Что же касается трудового антропогенеза, то и здесь не сходятся концы с концами. Изменение конечностей должно было бы соединиться с изменением стопы, затем следует изменение опорного аппарата, спинного столба, вестибулярного аппарата, гортани, челюсти, зубов, черепа, внутренних органов. Фактор избыточности никак не описывается в системе адаптационного подхода.

Антропогенез (от «антропос» – «человек» и «генезис» – «происхождение») – это происхождение человека. Можно выделить следующие проблемы антропогенеза.

Антропогенез – эволюция человека

☰

Примерно 2.5 миллиона лет назад начался последний, Четвертичный период, Кайнозойской эры. Этот период также называют Антропогеном, так как в это время происходила эволюция рода Homo – человека.

В антропогене выделяют две эпохи – Плейстоцен и Голоцен, последний из которых начался 11.7 тысяч лет назад.

Антропогенез – это эволюция человека. Изучением антропогенеза занимаются науки антропология, палеоантропология, отчасти генетика, археология и др.

В настоящее время найдено большое количество палеонтологических и генетических доказательств происхождения человека от семейства Гоминид отряда Приматов. Были найдены многочисленные останки целого ряда переходных форм, «культурное наследие» разных стадий антропогенеза. Большинство представителей рода Homo возникали на африканском континенте.

Считается, что род Homo берет начало от одного из видов австралопитеков или кениантропов. Существенных различий в анатомическом строении и бипедальном способе передвижения у австралопитеков и Homo нет. Последующая эволюция человека в основном затрагивала изменение черепа, увеличение размеров мозга и, на относительно ранних этапах, тела.

Более двух с половиной миллионов лет назад обособился первый представитель людей – вид Homo habilis – Человек умелый, просуществовавший примерно до 1.5 млн лет назад.

Разница между Homo habilis и австралопитеками условна. Однако считается, что хабилис активнее использовал орудия труда, положив начало олдувайской культуре – примитивной культуре обработки камня. Питался более разнообразной пищей. Объем мозга – до 700 см³, рост – до 1.2 м.

Наряду с Homo habilis выделяют другие, схожие с ним по уровню развития, виды. Например, человек рудольфский. Кто из них был непосредственным предком следующей стадии антропогенеза, достоверно неизвестно. Версия в пользу человека умелого видимо во многом исходит из того, что останков этого вида было найдено на порядок больше, чем остальных.

Человек работающий – Homo ergaster – появился 1.8 млн лет назад и вымер примерно 1.5 млн лет назад. От Умелого отличался увеличенным размером мозга – до 900 см³, имел более высокий рост – до 1.7 м. Был первым видом, вышедшим за пределы Африки, но ушел не далеко. Возможно именно Человек работающий первым начал использовать огонь.

От Homo ergaster произошел Homo erectus – человек прямоходящий. Этот вид просуществовал очень долго – с 1.5 млн лет назад до 100 тыс лет назад или даже позже. За это время вышел за пределы Африки, расселился по Европе и Азии, образовал множество подвидов, а возможно и отдельных видов людей. К эректусам относят питекантропа, синантропа, человека гейдельбергского и др. Размер мозга достигал 1200 см³.

Человек неандертальский и человек разумный возникли от разных по всей видимости подвидов человека прямоходящего. Согласно генетическим исследованиям расхождение произошло более 500 тыс лет назад. Однако отдельная эволюция двух разновидностей людей не помешала им впоследствии относительно успешно скрещиваться между собой. Неандертальцы эволюционировал скорее всего в Европе от уже обитающего здесь гейдельбергского человека, а человек разумный возник на африканском континенте, вероятно от человека гейдельбергского Африки.

Homo neanderthalensis возможно уже сформировался около 400 тыс лет назад. Как вид исчез около 30 тыс лет назад. Имел объем мозга до 1600 см³. Жил в основном в холодной Европе, имел небольшой рост (1.6 м) и коренастое телосложение.

В культуре неандертальцев присутствовали элементы искусства. Останки орудий, найденных на местах некоторых раскопок, не уступали по сложности орудиям Homo sapiens тех времен. Возможно происходило заимствование культур друг у друга. Однако человек разумный обогнал неандертальцев в культурном развитии.

Homo sapiens сформировался в Африке примерно 200 тыс лет назад или чуть раньше. Выйдя за ее пределы, расселился по всей планете.

Происхождение жизни

☰

Происхождении жизни на Земле является ключевой и нерешенной проблемой естествознания, нередко служащей почвой для столкновения науки и религии. Если наличие в природе эволюции живой материи можно считать доказанным, так как были вскрыты ее механизмы, археологами обнаружены древние более просто устроенные организмы, то ни одна гипотеза возникновения жизни не имеет такой обширной доказательной базы. Эволюцию мы можем наблюдать воочию хотя бы в селекции. Создать же живое из неживого никому не удавалось.

Несмотря на большое количество гипотез о происхождении жизни, лишь одна из них имеет приемлемое научное объяснение. Это гипотеза абиогенеза — длительной химической эволюции, которая протекала в особых условиях древней Земли и предшествовала биологической эволюции. При этом из неорганических веществ сначала были синтезированы простые органические, из них более сложные, далее появились биополимеры, следующие этапы более умозрительны и малодоказуемы. Гипотеза абиогенеза имеет много нерешенных проблем, различных взглядов на определенные этапы химической эволюции. Однако некоторые ее моменты были подтверждены опытным путем.

Другие гипотезы происхождения жизни — панспермия (занесение жизни из космоса), креационизм (сотворение творцом), самопроизвольное зарождение (в неживой материи вдруг появляются живые организмы), стационарное состояние (жизнь существовала всегда). Невозможность самозарождения жизни в неживом была доказано Луи Пастером (XIX в.) и рядом ученых до него, но не так безапелляционно (Ф. Реди — XVII в.). Гипотеза панспермии не решает проблему возникновения жизни, а переносит ее с Земли в космическое пространство или на другие планеты. Однако и опровергнуть эту гипотезу сложно, особенно тех ее представителей, которые утверждают, что жизнь была занесена на Землю не метеоритами (в этом случае живое могло сгореть в слоях атмосферы, подвергнуться разрушительному действию космической радиации и т. д.), а разумными существами. Только вот как они долетели до Земли? С точки зрения физики (огромных размеров Вселенной и невозможности преодолеть скорость света) это вряд ли возможно.

Впервые возможный абиогенез был обоснован А.И. Опариным (1923-1924 г.), позже данную гипотезу разрабатывал Дж. Холдейн (1928 г). Однако мысль, что жизни на Земле могло предшествовать абиогенное образование органических соединений, высказывал еще Дарвин. Теория абиогенеза была доработана и дорабатывается другими учеными и по сей день. Главная ее нерешенная проблема — это подробности перехода от сложных неживых систем к простым живым организмам.

В 1947 г. Дж. Бернал, на основе разработок Опарина и Холдейна, сформулировал теорию биопоэза, выделив в абиогенезе три стадии: 1) абиогенное возникновение биологических мономеров; 2) образование биополимеров; 3) образование мембран и формирование первичных организмов (протобионтов).

Абиогенез

Ниже в общих чертах описан предположительный сценарий происхождения жизни согласно теории абиогенеза.

Возраст Земли составляет около 4,5 млрд. лет. Жидкая вода на планете, так необходимая для жизни, по оценкам ученых появилась не ранее 4 млрд. лет назад. При этом 3,5 млрд. лет назад жизнь на Земле уже существовала, что доказано обнаружением пород таких возрастов со следами жизнедеятельности микроорганизмов. Таким образом, первые простейшие организмы возникли относительно быстро — менее чем за 500 млн. лет.

Порода со следами деятельности древних простейших

Когда Земля только образовалась, ее температура могла достигать 8000 °C. При остывании планеты металлы и углерод как наиболее тяжелые элементы конденсировались и образовывали земную кору. В то же время происходила вулканическая активность, кора двигалась и сжималась, на ней образовывались складки и разрывы. Гравитационные силы приводили к уплотнению коры, при этом выделялась энергия в виде тепла.

Легкие газы (водород, гелий, азот, кислород и др.) не удерживались планетой и уходили в космос. Но в составе других веществ эти элементы оставались. До тех пор, пока температура на Земле не упала ниже 100 °C, вся вода находилась в парообразном состоянии. После снижения температуры испарение и конденсация повторялись множество раз, шли сильные ливни с грозами. Горячая лава и вулканический пепел, оказавшись в воде, создавали разные условия среды. В каких-то могли протекать определенные реакции.

Таким образом, физические и химические условия на ранней Земле были благоприятны для образования органических веществ их неорганических. Атмосфера была восстановительного типа, свободного кислорода и озонового слоя в ней не было. Поэтому на Землю проникали ультрафиолетовое и космическое излучение. Другими источниками энергии были теплота земной коры, которая еще не остыла, извергающиеся вулканы, грозы, радиоактивный распад.

В атмосфере присутсвовали метан, оксиды углерода, аммиак, сероводород, цианистые соединения, а также пары воды. Из них синтезировались ряд простейших органических веществ. Далее могли образовываться аминокислоты, сахара, азотистые основания, нуклеотиды и другие более сложные органические соединения. Многие из них послужили мономерами для будущих биологических полимеров. Отсутствие в атмосфере свободного кислорода благоприятствовало протеканию реакций.

Химическими опытами (впервые в 1953 г. С. Миллер и Г. Юри), моделирующих условия древней Земли, была доказана возможность абиогенного синтеза органических веществ из неорганических. При пропускании электрических разрядов через газовую смесь, имитировавшую первобытную атмосферу, в присутсвии паров воды были получены аминокислоты, органические кислоты, азотистые основания, АТФ и др.

Следует отметить, что в древней атмосфере Земли простейшие органические вещества могли образовываться не только абиогенно. Они также заносились из космоса, содержались в вулканической пыли. Причем это могли быть достаточно большие количества органики.

Низкомолекулярные органические соединения накапливались в океане, создавая так называемый первичный бульон. Вещества адсорбировались на поверхности глинистых отложений, что повышало их концентрацию.

В определенных условиях древней Земли (например на глине, склонах остывающих вулканов) могла происходить полимеризация мономеров. Так образовались белки и нуклеиновые кислоты — биополимеры, ставшие в последствии химической основой жизни. В водной среде полимеризация маловероятна, так как в воде обычно происходит деполимеризация. Опытом была доказана возможность синтеза полипептида из аминокислот, соприкасающихся с кусками горячей лавы.

Далее биополимеры могли смываться дождями в первичный бульон. Это предохраняло их от разрушения под действием ультрафиолетового излучения (озонового слоя еще не было).

Следующий важный шаг на пути происхождения жизни – образование в воде коацерватных капель (коацерватов) из полипептидов, полинуклеотидов, других органических соединений. Подобные комплексы снаружи могли иметь слой, имитировавший мембрану и сохраняющий их стабильность. Опытным путем в коллоидных растворах были получены коацерваты.

Белковые молекулы амфотерны. Они притягивают к себе молекулы воды так, что вокруг них образуется оболочка. Получаются коллоидные гидрофильные комплексы, обособленные от водной массы. В результате в воде образуется эмульсия. Далее коллоиды сливаются между собой и образуются коацерваты (процесс называется коацервацией). Коллоидный состав коацервата зависел от состава среды, в которой он образовывался. В разных водоемах древней Земли образовывались разные по химическому составу коацерваты. Какие-то из них были более устойчивыми и могли в определенной степени осуществлять избирательный обмен веществ с окружающей средой. Происходил своего рода биохимический естественный отбор.

Коацерваты способны избирательно поглощать из окружающей среды некоторые вещества и выделять в нее некоторые продукты протекающих в них химических реакций. Это напоминает обмен веществ. По мере накопления веществ коацерваты росли, а при достижении критических размеров распадались на части, каждая из которых сохраняла черты исходной организации.

В самих коацерватах могли происходить химические реакции. При поглощении коацерватами ионов металлов могли образовываться ферменты.

В процессе эволюции остались лишь такие системы, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизведению. Это знаменовало наступление следующего этапа происхождения жизни – возникновение протобионтов (по некоторым источникам это то же самое, что коацерваты) — тел, имеющие сложный химический состав и ряд свойств живых существ. Протобионты можно рассматривать как наиболее устойчивые и удачно получившиеся коацерваты.

Мембрана могла образоваться следующим образом. Жирные кислоты соединялись со спиртами и образовывали липиды. Липиды формировали пленки на поверхности водоемов. Их заряженные головки обращены в воду, а неполярные концы — наружу. Плавающие в воде белковые молекулы притягивались к головкам липидов, в результате чего образовывались двойные липопротеиновые пленки. От ветра такая пленка могла изгибаться, и образовывались пузырьки. В эти пузырьки могли быть случайно захвачены коацерваты. Когда такие комплексы снова оказывались на поверхности воды, то покрывались уже вторым липопротеиновым слоем (за счет гидрофобных взаимодействий, обращенных друг к другу неполярных концов липидов). Общая схема мембраны сегодняшних живых организмов представляет собой два слоя липидов внутри и два слоя белков, расположенных по краям. Но за миллионы лет эволюции произошло усложнение мембраны за счет включения белков, погруженных в липидный слой и пронизывающих его, выпячивание и впячивание отдельных участков мембраны и др.

В коацерваты (или протобионты) могли попадать уже существующие молекулы нуклеиновых кислот, способные к самовоспроизведению. Далее в некоторых протобионтах могла произойти такая перестройка, что нуклеиновая кислота стала кодировать белок.

Эволюция протобионтов — это уже не химическая, а предбиологическая эволюция. Она привела к усовершенствованию каталитической функции белков (они стали выполнять роль ферментов), мембран и их избирательной проницаемости (что делает протобионт устойчивым набором полимеров), возникновению матричного синтеза (переноса информации с нуклеиновой кислоты на нуклеиновую кислоту и с нуклеиновой кислоты на белок).

Одной из самых больших загадок происхождения жизни остается вопрос: как РНК стала кодировать аминокислотную последовательность белков. В вопросе фигурирует РНК, а не ДНК, так как считается, что сначала рибонуклеиновая кислота играла не только роль в реализации наследственной информации, но и отвечала за ее хранение. ДНК ее заменила позже, возникнув из РНК путем обратной транскрипции. ДНК лучше подходит для хранения информации и более устойчива (менее склонна к реакциям). Поэтому в процессе эволюции именно она была оставлена в качестве хранителя информации.

В 1982 г. Т. Чеком была открыта каталитическая активность РНК. Кроме того РНК могут синтезироваться в определенных условиях даже при отсутствии ферментов, а также образовывать свои копии. Поэтому можно предположить, что РНК были первыми биополимерами (гипотеза РНК-мира). Какие-то участки РНК случайно могли кодировать полезные для протобионта пептиды, остальные участки РНК в процессе эволюции стали вырезаемыми интронами.

В протобионтах возникла обратная связь — РНК кодирует белки-фермены, белки-ферменты увеличивают количество нуклеиновых кислот.

Начало биологической эволюции

Химическая эволюция и эволюция протобионтов длилась более 1 млрд. лет. Жизнь возникла, и началась ее биологическая эволюция.

От некоторых протобионтов произошли примитивные клетки, включающие всю совокупность наблюдаемых нами сегодня свойств живого. В них было реализовано хранение и передача наследственной информации, ее использование для создания структур и обмена веществ. Энергия для процессов жизнедеятельности обеспечивалась молекулами АТФ, появились типичные для клеток мембраны.

Первые организмы были анаэробные гетеротрофы. Энергию, запасаемую в АТФ, они получали с помощью брожения. Пример — гликолиз — бескислородное расщепление сахаров. Питались эти организмы за счет органических веществ первичного бульона.

Но запасы органических молекул постепенно истощались, так как условия на Земле менялись, и новая органика уже почти не синтезировалась абиогенным путем. В условиях конкуренции за пищевые ресурсы эволюция гетеротрофов ускорилась.

Преимущество получили бактерии, оказавшиеся способными фиксировать углекислый газ с образованием органических веществ. Автотрофный синтез питательных веществ более сложный, чем гетеротрофное питание, поэтому у ранних форм жизни он возникнуть не мог. Из некоторых веществ под действием энергии солнечного излучения образовывались соединения, необходимых клетке.

Первые фотосинтезирующие организмы не выделяли кислорода. Фотосинтез с его выделением скорее всего появился позже у организмов, сходных с нынешними сине-зелеными водорослями.

Накопление в атмосфере кислорода, появление озонового экрана, уменьшение количества ультрафиолетового излучения привело к почти невозможности абиогенного синтеза сложных органических веществ. С другой стороны, возникшие формы жизни стали более устойчивыми в таких условиях.

На Земле распространилось кислородное дыхание. Анаэробные организмы сохранились лишь в отдельных местах (например, есть анаэробные бактерии, живущие в горячих подземных источниках).

Каковы основные теории антропогенеза?

Двухполушарный и мультидисциплинарный подход к происхождению человека

Наука Китай Науки о жизни 55 (2012): 709–25 doi: 10.1007 / s11427-012-4350-7 Филогения приматов: Молекулярные доказательства клады понгид, исключая людей, и просимиевой клады, содержащей долгопятов Хуанг, Ши Интерпретации молекулярных данных современные теории эволюции часто резко противоречат палеонтологическим результатам. Это…

bioRxiv doi: https: // doi.org / 10.1101 / 101410 Yuan, Dejian, Xiaoyun Lei, Yuanyuan Gui, Zuobin Zhu, Dapeng Wang, Jun Yu и Shi Huang Современное происхождение человека: мультирегиональная эволюция аутосом и восточноазиатское происхождение Y и мтДНК Недавние исследования установили, что генетическое разнообразие в основном обслуживаются…

Познание животных (2016). doi: 10.1007 / s10071-016-1043-9 Интуитивный вероятностный вывод на обезьянах капуцинов Tecwyn, Emma C., Стефани Денисон, Эмили Дж. Э. Мессер и Дафна Бухсбаум Способность рассуждать о вероятностях имеет экологическое значение для многих видов. Недавние исследования показали, что предсказания могут делать как довербальные младенцы, так и человекообразные обезьяны…

Здесь я сообщил о текущем состоянии ностратической теории. Часть обзора касалась резкой критики Аллана Бомхарда Джорджем Старостиным.Георгий Старостин процитировал рецензию на Бомхарда советско-российского уральца Евгения Хелимского (также пишется Хелимский)….

Это всего лишь небольшая заметка, чтобы поразмышлять о двух основных способах визуализации генетических данных популяций: круговом и линейном. Таким образом можно визуализировать как филогенетические деревья, так и пропорции примесей. Ниже приведены некоторые примеры (ссылки не приводятся…

Американский журнал генетики человека 90 (2012), 809–20.doi: 10.1016 / j.ajhg.2012.03.014 Генетическая адаптация жирнокислотного метаболизма: гаплотип, специфичный для человека, повышающий биосинтез длинноцепочечных жирных кислот омега-3 и омега-6 Амер, Адам, Стефан Энрот, Аса Йоханссон, Газаль Заболи, Вильмар Игл, Анна CV Йоханссон,…

PLoS ONE 12 (1): e0169486. doi: 10.1371 / journal.pone.0169486 Самое раннее присутствие человека в Северной Америке, датируемое последним ледниковым максимумом: новые радиоуглеродные даты из пещер Блюфиш, Канада Берджон, Лориан, Ариан Берк и Томас Хайэм Время первого проникновения людей в…

Journal of Human Genetics, предварительная онлайн-публикация, 01.09.2016; DOI: 10.1038 / jhg.2016.110 Частичный ядерный геном Джомонов, которые жили 3000 лет назад в Фукусиме, Япония. Канзава-Кирияма, Хидеаки, Кирилл Крюков, Тимоти А Джинам, Кадзуёси Хосомичи, Айко Сасо, Ген Сува, Синтарох Уэда, Минору Уэда. Тадзима, Кен-ичи Шинода, Итуро Иноуэ и Наруя Сайто Период Дзёмон…

Nature 539 (2016): 85-88 doi: 10.1038 / nature20112 Дикие обезьяны чешуйчатые каменные орудия труда Проффитт, Томос, Лидия В.Лунц, Тьяго Фалотико, Эдуардо Б. Оттони, Игнасио де ла Торре и Майкл Хаслам. Наше понимание появления технологий определяет то, как мы смотрим на происхождение…

Molecular Biology and Evolution (предварительная публикация, 18 октября 2016 г.) Сигнатуры архаической адаптивной интрогрессии в современных человеческих популяциях Расимо, Фернандо, Давиде Марнеттоб и Эмилия Уэрта-Санчес Сравнение ДНК древних и современных людей показывает, что эти группы скрещивались , а в…

Одним из вкладов этого блога в наше эволюционное мышление является призыв к более целостному, двухполушарному подходу к происхождению гоминидов и человека и, как следствие, более высокая оценка поведения обезьян Нового Света как удивительно близкой параллели …

Журнал индоевропейских исследований 43, ном.3-4 (2015): 348-56. «Ответ на Kassian et al.,« Сравнение протоиндоевропейских и уральских языков с вероятностной точки зрения »». Ринге, Дон. Link Очень редко ответ на статью становится обязательным к прочтению, когда сама статья заслуживает лишь беглого взгляда….

Между разумным обменом мнениями о гипотезе об иностранцах с геномным блоггером Максом Лашингтоном я прочитал увлекательный отрывок из российских веб-исследований.Георгий Старостин, сын известного русского лингвиста Сергея Старостина, и опытный лингвист-дальновидный специалист…

Политические и эпистемологические баталии между группой российских официальных или академических ученых и группой российских предпринимателей или ученых-народников продолжаются. С момента публикации «резолюции», осуждающей ДНК-генеалогию Анатоля Клёсова как лженауку (широко освещается на этом…

Наука DOI: 10.1126 / science.aab3884 Геномные доказательства плейстоцена и недавней истории популяций коренных американцев Рагхаван, Маанаса, Маттиас Штайнрюкен, Келли Харрис, Стефан Шиффельс, Саймон Расмуссен, Майкл ДеДжорджио, Андерс Альбрехтсен,… Эске Виллерслев. Как и когда были заселены Америка, остается спорным….

Nature Communications 6, no. 7717 (2015) doi: 10.1038 / ncomms8717 Эволюция пропорций рук человека и обезьяны Almecija, Sergio, Jeroen B.Смаерс и Уильям Л. Юнгерс. Человеческие руки отличаются от рук обезьян тем, что у них большие пальцы рук длиннее. Однако этот простой…

Nature Communications 6 (2015), вып. 7580 doi: 10.1038 / ncomms8580 Сложности мозга предшествовали увеличению размера мозга и уменьшению обонятельных луковиц у обезьян Старого Света Гонсалес, Лорен А., Бренда Р. Бенефит, Монте Л. Маккроссин и Фред Спур.Анализ единственного полного раннего церкопитекоида…

Уличная драка продолжается (здесь и здесь) в российской академии между учеными и псевдоучеными. Становится все труднее отличить первое от второго. Все это кровавое месиво. Это самые последние комментарии независимого наблюдателя, такие как…

Приношу извинения моим читателям только на английском языке.Этот пост на русском языке представляет собой мои ответы на продолжающуюся войну в Интернете между академическими и предпринимательскими учеными в России. Большая междисциплинарная группа видных российских ученых во главе с генетиком Еленой Балановской опубликовала…

Время от времени я знакомлю англоязычных читателей этого блога с заметными достижениями в исследованиях происхождения человека, происходящими среди российских ученых.Я ранее рассматривал проект Юрия Березкина по сравнительной мифологии, своеобразные лингвистические взгляды Владимира Напольских и удивительные…

Nature (2014) doi: 10.1038 / nature13997 Проект вариации африканского генома формирует медицинскую генетику в Африке Гурдасани, Дипти, Томми Карстенсен, Фасил Текола-Айеле, Лука Пагани, Иоанна Тачмазиду, Константинос Хацикотула, Савита Карлесикеян, Луиза.Поллард, Ананьо Чоудхури, Грэм Р. С. Ричи, Яли Сюэ, Дженнифер Асимит, Ребекка Н. Нсубуга, Элизабет Х. Янг, Кристина Помилла, Катя Кивинен, Кирк…

Культурные события в евразийском палеолите и происхождение анатомически современного человека: материалы международного симпозиума «Культурные события в евразийском палеолите и происхождение анатомически современного человека» (1–7 июля 2014 г., Денисова пещера, Алтай), под редакцией автор: А.П. Деревянко, М.В. Шуньков. Стр. 165-171. Новосибирск: Издательство…

Недавно я вернулся с собраний Американской антропологической ассоциации в Вашингтоне, округ Колумбия, где я представил доклад о родстве, наслаждался обществом других членов междисциплинарной группы «Круг родства» во главе с Дуайтом Ридом и Фадвой Эль-Гуинди, общался с моими…

Мировая археология 46, вып.5 (2014): 752-774. DOI: 10.1080 / 00438243.2014.966273 Solutrean Hypothesis: Genetics, Mammoth in the Room Стивен Оппенгеймер, Брюс Брэдли и Деннис Стэнфорд. Резюме Гипотеза солютрейцев о происхождении археологической культуры Хлодвига утверждает, что люди произошли от…

Наука DOI: 10.1126 / science.aaa0114 Геномная структура европейцев, возраст которой составляет не менее 36 200 лет Andaine Seguin-Orlando, Thorfinn S.Корнелиуссен, Мартин Сикора, Анна-Сапфо Маласпинас, Андреа Маника, Ида Мольтке, Андерс Альбрехтсен, Эми Ко, Ашот Маргарян, Вячеслав Моисеев, Тед Гебель, Майкл Вестэуэй, Дэвид Ламберт,…

1. Патагонские монстры. Новый веб-сайт, которым управляет проживающий в Аргентине Остин Уиттолл, представляет собой множество подробных анализов генетических вариаций человека с интеллектуальной точки зрения, которая близка к тому, что происходит за пределами Америки II.Уиттолл критически относится к господствующим интерпретациям человеческого…

Nature 514, 445–449 (23 октября 2014 г.) doi: 10.1038 / nature13810 Последовательность генома 45000-летнего современного человека из Западной Сибири Цяомей Фу, Хэн Ли, Прия Мурджани, Флора Джей, Сергей М. Слепченко, Алексей А. Бондарев, Филип Л.Ф. Джонсон, Айнюер Аксиму-Петри, Кей Прюфер, Чезаре де Филиппо,…

Я отслеживал ответы Рагхавана и др. В глобальной сети.«Геном Сибири верхнего палеолита выявляет двойное происхождение коренных американцев», который появляется в разделах комментариев на сайтах Dienekes, Gene Expression и Eurogenes. Награда Web Gem Reward на этой неделе составляет…

Предоставлено Александром Кимом, долгожданный доклад команды Эске Виллерслев наконец стал доступен мне. Очевидно, что это не последнее слово об индейском происхождении, и Лаборатория Дэвида Райха имеет иную интерпретацию древних…

В одном из моих комментариев к Anthrogenica.com, я ошибочно отрицал, что Behar et al. (2012) сообщили о двух мутациях A2758G и G7146A, общих между поздними европейскими неандертальцами и современной человеческой кладой L2’3’4’5’6. Напомним, что A2758G и G7146A были выделены в…

.

Последние несколько дней я провел на форуме Anthrogenica.com, обсуждая «архаичную примесь» мтДНК и Y-ДНК, отвечая на вопросы о жизнеспособных альтернативах зарубежным странам и наблюдая за поведением «научных блоггеров» в Интернете.«Как всегда, мои контраргументы против теории не из Африки…

В Anthrogenica у меня были горячие (как всегда), но на этот раз продуктивные дискуссии относительно интерпретации имеющихся в настоящее время генетических свидетельств. Далее я набросаю гипотезу, которая становится для меня все более осмысленной. 1….

Российский генетический журнал, сентябрь 2013 г., т.49, No. 9, 975-978 Полиморфизмы митохондриальной ДНК, общие между современными людьми и неандертальцами: адаптивная конвергенция или свидетельства межвидовой гибридизации Малярчук, Борис А. Резюме Анализ изменчивости нуклеотидных последовательностей в…

Труды Национальной академии наук, 21 октября 2013 г. doi: 10.1073 / pnas.1302653110 Неизвестные виды гомининов соответствуют ожидаемой стоматологической морфологии последнего общего предка неандертальцев и современных людей Гомес-Роблеса, Аида, Хосе Мария Бермудес де Кастро , Хуан-Луис Арсуага, Эудальд Карбонель и П.Дэвид…

Жизель Хорват любезно указала мне на этот новый препринт. Этот пост размещен на сайте www.kinshipstudies.org. Глобальные закономерности половых миграций у людей Чуан-Чао Ван, Ли Цзинь, Хуэй Ли. Аннотация В результате серии исследований выявлены популяции…

В своей недавней презентации о корреляциях между генами и мифами в Евразии и Северной Америке (см. Видео на русском языке, начиная с 53:50) Владимир Напольских выразил твердое мнение о языковом разнообразии индейцев и несколько предложений о генеалогическом родстве между индейцами…

Earth-Diver — один из наиболее широко распространенных и хорошо изученных космологических мифов.Встречается в основном в уралоязычных странах Восточной Европы, в Сибири, в Мунда-говорящих на северо-востоке Индии и в Северной Америке, его действие происходит в пост-потопные времена, когда демиург посылает различных существ в…

В моей категории «Web Gems» на этой неделе есть два пункта. Диенекес пишет: «Я не знаю ни одного антропологически правдоподобного африканского кузена неандертальцев, но, конечно, отсутствие антропологических свидетельств не означает несуществования (ср.Денисовцы как…

Genome Biology and Evolution 2013 25 октября. Очевидная вариация в составе неандертальской примеси среди африканских популяций согласуется с потоком генов из неафриканских популяций. Шуогуо Ван, Джозеф Лашанс, Сара Тишкофф, Джоди Хей и Джинчуань Син Резюме Недавние исследования обнаружили доказательства того, что…

Сообщения о древней ДНК из Мальты захватили Интернет.Удивительно, но обычно горячие комментаторы, Разиб Хан и Диенекес, по большей части хранят молчание по поводу результатов и никого не порадовали своими выводами. Самые разумные…

Происхождение жизни на Земле

Цели обучения:

1. Опишите требования к происхождению жизни (источник углерода, энергия, отделение молекул от окружающей среды, наследственный механизм)
2. Опишите этапы, которые привели к возникновению жизни (образуются органические молекулы, полимеризуются макромолекулы, развивается наследственный механизм, образуются протоклетки, заключенные в мембраны).
3. Примените принципы эволюции путем естественного отбора к предбиотическим сценариям.

Происхождение жизни — загадка, окончательная головоломка, состоящая из курицы и яйца (R Service, 2015). Когда вы и сокурсники вместе обсуждали определяющие характеристики жизни, вы, вероятно, включали воспроизводство и наследственную информацию, преобразование энергии, рост и реакцию на окружающую среду. Вы также могли сказать, что, по крайней мере на Земле, вся жизнь состоит из клеток с мембранами, которые образуют границы между клеткой и окружающей средой, и что клетки состоят из органических молекул (состоящих из углерода, водорода, азота, кислорода, фосфат, а сера — ЧНОПС).Загадка состоит в том, что на Земле сегодня вся жизнь происходит из уже существовавшей жизни. Эксперименты Пастера опровергли спонтанное зарождение микробов из кипяченого питательного бульона. Еще ни одному ученому не удалось создать живую клетку из органических молекул. Так как же могла возникнуть жизнь на Земле около 3,8 миллиарда лет назад? (Не забывайте о шкале времени, о которой мы говорим здесь — Земле 4,6 миллиарда лет, поэтому химической эволюции потребовалось почти миллиард лет, чтобы привести к биологической жизни.) Как можно ответить на этот вопрос, используя процесс научного исследования?

Исследования происхождения жизни

Хотя ученые не могут напрямую определить, как возникла жизнь на Земле, они могут сформулировать и проверить гипотезы о естественных процессах, которые могли бы объяснить различные промежуточные стадии, в соответствии с геологическими данными. В 1920-х годах Александр Опарин и Дж. Б. С. Холдейн независимо друг от друга выдвинули почти идентичные гипотезы происхождения жизни на Земле. Их гипотеза теперь называется гипотезой Опарина-Холдейна, и ключевые шаги:

1. образование органических молекул, строительных блоков клеток (например,г., аминокислоты, нуклеотиды, простые сахара)
2. — образование полимеров (более длинных цепей) органических молекул, которые могут функционировать как ферменты для проведения метаболических реакций, кодирования наследственной информации и, возможно, репликации (например, белков, цепей РНК),
3. образование протоклеток; концентрации органических молекул и полимеров, которые проводят метаболические реакции в замкнутой системе, отделенной от окружающей среды полупроницаемой мембраной, такой как двухслойная липидная мембрана

Гипотеза Опарина-Холдейна постоянно проверялась и пересматривалась, и любая гипотеза о том, как зародилась жизнь, должна учитывать 3 основных универсальных требования для жизни: способность воспроизводить и воспроизводить наследственную информацию; заключение в мембраны для образования клеток; использование энергии для достижения роста и воспроизводства.

1. Как образовались органические молекулы на предбиотической Земле?

Эксперимент Миллера-Юри

Стэнли Миллер и Гарольд Юри проверили первый шаг гипотезы Опарина-Холдейна, исследуя образование органических молекул из неорганических соединений. Их эксперимент 1950-х годов произвел ряд органических молекул, включая аминокислоты, которые производятся и используются живыми клетками для роста и размножения.

Эксперимент Миллера-Юри, иллюстрация Адриана Хантера на Wikimedia Commons

Миллер и Юри использовали экспериментальную установку, чтобы воссоздать условия окружающей среды на ранней Земле.Газовая камера имитировала атмосферу с восстановителями (донорами электронов), такими как метан, аммиак и водород. Электрические искры имитировали молнию для выработки энергии. Всего за неделю этот простой аппарат вызвал химические реакции, в результате которых образовались различные органические молекулы, некоторые из которых являются основными строительными блоками жизни, например, аминокислоты. Хотя ученые больше не верят, что на докиотической Земле была такая восстановительная атмосфера, такие восстановительные среды можно найти в глубоководных гидротермальных жерлах, которые также имеют источник энергии в виде тепла из жерл.Кроме того, в более поздних экспериментах, в которых использовались условия, которые, как считается, лучше отражают условия ранней Земли, также были получены различные органические молекулы, включая аминокислоты и нуклеотиды (строительные блоки РНК и ДНК) (McCollom, 2013).

Видео ниже дает хороший обзор обоснования, установки и результатов эксперимента Миллера-Юри (хотя в нем неверно преувеличено, что Дарвин показал , что относительно простые существа могут постепенно давать начало более сложным существам).

Органические молекулы от метеоров

Каждый день Землю бомбардируют метеоритами и кометной пылью. Анализ космической пыли и метеоров, упавших на Землю, показал, что они содержат много органических молекул. Падение кометной пыли и метеоритов было намного больше, когда Земля была молодой (4 миллиарда лет назад). Многие ученые считают, что такое внеземное органическое вещество внесло значительный вклад в органические молекулы, доступные в то время, когда на Земле зародилась жизнь.На приведенном ниже рисунке из Бернштейна 2006 показаны 3 основных источника органических молекул на Земле до жизни: атмосферный синтез по химии Миллера-Юри, синтез в глубоководных гидротермальных источниках и падение органических молекул, синтезированных в космическом пространстве.

2. Образование органических полимеров

При достаточно высокой концентрации этих основных органических молекул при определенных условиях они будут связываться вместе с образованием полимеров (цепочек молекул, ковалентно связанных вместе).Например, аминокислоты соединяются вместе, образуя полипептидные цепи, которые складываются в молекулы белка. Рибоза, 5-углеродный сахар, может связываться с азотистым основанием, а фосфат — с нуклеотидом. Нуклеотиды соединяются вместе, образуя нуклеиновые кислоты, такие как ДНК и РНК. Хотя сейчас это осуществляется ферментами в живых клетках, полимеризация органических молекул также может катализироваться с помощью определенных типов глины или других типов минеральных поверхностей. Эксперименты, проверяющие эту модель, дали молекулы РНК длиной до 50 единиц всего за 1-2 недели (Ferris, 2006).

Ферментативная активность и наследственная информация в одном полимере: гипотеза мира РНК

Открытие Томасом Чехом того факта, что некоторые молекулы РНК могут катализировать свое собственное сайт-специфическое расщепление, привело к получению Нобелевской премии (Чеху и Альтману), термину « рибозимы » для обозначения каталитических молекул РНК и возрождению гипотезы о том, что Молекулы РНК были исходными наследственными молекулами, предшествующими ДНК. Для исследователей происхождения жизни здесь была возможность того, что молекулы РНК могут как кодировать наследственную информацию, так и катализировать собственную репликацию.ДНК как первая наследственная молекула представляет реальные проблемы для исследователей происхождения жизни, потому что для репликации ДНК требуются белковые ферменты (ДНК-полимеразы) и праймеры РНК (см. Страницу о репликации ДНК), поэтому трудно представить, как такая сложная наследственная система могла иметь развивалась с нуля. С помощью каталитических молекул РНК отдельная молекула или семейство подобных молекул потенциально может хранить генетическую информацию и воспроизводить себя без необходимости в белках на начальном этапе.

Популяции таких каталитических молекул РНК претерпят молекулярную эволюцию, концептуально идентичную биологической эволюции путем естественного отбора.Молекулы РНК будут копировать друг друга, делать ошибки и генерировать варианты. Варианты, которые наиболее успешно реплицировались (распознают идентичные или очень похожие молекулы РНК и наиболее эффективно их реплицируют), будут чаще встречаться в популяции каталитических молекул РНК. Гипотеза мира РНК предполагает этап в зарождении жизни, когда самовоспроизводящиеся молекулы РНК в конечном итоге привели к эволюции наследственной системы в первых клетках или протоклетках.Система молекул РНК, которые кодируют кодоны для определения аминокислот, и тРНК-подобные молекулы, передающие соответствующие аминокислоты, и каталитические РНК, которые создают пептидные связи, будут составлять наследственную систему, во многом похожую на сегодняшние клетки, без ДНК.

В какой-то момент линии, ведущей к Последнему универсальному общему предку, ДНК стала предпочтительной молекулой для длительного хранения генетической информации. Молекулы ДНК химически более стабильны, чем РНК (дезоксирибоза химически более инертна, чем рибоза).Наличие двух комплементарных цепей означает, что каждая цепь ДНК может служить в качестве матрицы для репликации своей партнерской цепи, обеспечивая некоторую врожденную избыточность. Эти и, возможно, другие черты дали клеткам с наследственной системой ДНК избирательное преимущество, так что вся клеточная жизнь на Земле использует ДНК для хранения и передачи генетической информации.

Тем не менее, даже сегодня рибозимы играют универсальную и центральную роль в обработке клеточной информации. Рибосома — это большой комплекс РНК и белков, который считывает генетическую информацию в цепи РНК для синтеза белков.Ключевая каталитическая активность — образование пептидных связей для связывания двух аминокислот вместе — катализируется молекулой рибосомной РНК. Рибосома — это гигантский рибозим. Поскольку рибосомы универсальны для всех клеток, такие каталитические РНК должны были присутствовать в Последнем Универсальном Общем Предке всей современной жизни на Земле.

Посетите страницу http://exploringorigins.org/ribozymes.html, чтобы увидеть первый рибозим из тетрахимены, открытый Томом Чехом, и структуру рибосомных РНК.

На странице http://exploringorigins.org/nucleicacids.html есть видеоролики о полимеризации РНК из нуклеотидов, матричном синтезе РНК и модели саморепликации РНК.

Видео ниже объясняет логику гипотезы мира РНК и кратко описывает некоторые результаты различных экспериментов в мире РНК.

3. Протоклетки: самовоспроизводящиеся и метаболические ферменты в пакете

Вся жизнь на Земле состоит из клеток.Клетки имеют липидные мембраны, которые отделяют их внутреннее содержимое, цитоплазму, от окружающей среды. Липидные мембраны позволяют клеткам поддерживать высокие концентрации таких молекул, как нуклеотиды, необходимые для более эффективного функционирования самовоспроизводящихся РНК. Клетки также поддерживают большие различия в концентрации (градиенты концентрации) ионов через мембрану, чтобы управлять транспортными процессами и метаболизмом клеточной энергии.

Липиды гидрофобны и спонтанно самоорганизуются в воде с образованием мицелл или липидных двухслойных везикул.Везикулы, которые включают самореплицирующиеся РНК и другие ферменты, принимают реагенты через мембрану, экспортируют продукты, растут за счет аккреции липидных мицелл и делятся путем деления везикулы, называются прото-клетками или протобионтами и могут быть предшественниками клеточная жизнь.

См. Http://exploringorigins.org/protocells.html для видео-анимации прото-ячеек.

Видео ниже исследует различия между химической и биологической эволюцией и выделяет прото-клетки как пример химической эволюции.

В какой момент эволюционные процессы, такие как естественный отбор, начнут определять происхождение первых клеток?

Биологическая эволюция ограничена живыми организмами. Таким образом, как только первые клетки, укомплектованные наследственной системой, будут сформированы, они будут подвержены эволюционным процессам, и естественный отбор будет стимулировать адаптацию к их локальной среде, а популяции в различных средах будут претерпевать видообразование, поскольку поток генов становится ограниченным между изолированными популяциями. .

Однако Гипотеза мира РНК предполагает эволюционные процессы, управляющие популяциями самовоспроизводящихся молекул РНК или прото-клеток, содержащих такие молекулы РНК. Молекулы РНК, которые неидеально реплицировались, производили дочерние молекулы с немного отличающейся последовательностью. Те, которые лучше реплицируются или улучшают репликацию роста своих прото-клеток-хозяев, будут иметь больше потомства. Следовательно, молекулярная эволюция самовоспроизводящихся молекул РНК или популяций протоклеток, содержащих самореплицирующиеся молекулы РНК, будет способствовать окончательному образованию первых клеток.

Ссылки и ресурсы

Статья Patel et al. О химии HCN. 2015 г. со статьей Р. Сервиса в журнале Science News.

Бернштейн М. 2006. Пребиотические материалы на Земле и за ее пределами. Philos Trans
R Soc Lond B Biol Sci. 361: 1689-700; обсуждение 1700-2. PubMed
PMID: 17008210; PubMed Central PMCID: PMC1664678.

Изучение истоков жизни: http://exploringorigins.org/index.html

Автор сценария: Джо Монтойя, 15 августа 2014 г.
Последний раз редактировал: shanakerr, 25 мая 2018 г.

Научных теорий происхождения жизни Критические исследования

Введение

Чарльз Дарвин выдвинул гипотезу, что жизнь возникла из «какого-то теплого маленького
пруд », в котором неорганические химические вещества объединились, чтобы сформировать первый организм.
Однако то, что Дарвин не знал о биохимии жизни, могло
легко заполнить весь его дом от пола до потолка. Первый крупный
проблема в том, чтобы получить правильный
органические прекурсоры для живых систем.Две основные системы (метаболизм и
репликация) должна возникать спонтанно почти одновременно,
но оба страдают от серьезных проблем с химией. Абиогенез,
натуралистическая теория происхождения жизни зависела от
наличие восстанавливающей атмосферы для пребиотической химии
формируют строительные блоки жизни. Однако недавнее исследование доказывает, что
земная атмосфера была
окисление не менее 500 миллионов лет до происхождение
жизнь.Другие проблемы
включить происхождение гомохиральности
и происхождение биологических мембран.
Пытаясь обойти эти проблемы, рассуждая о
экзотическая химия и странная жизнь
доказано, что это материал научной фантастики.

Статьи

Больше эволюции по сравнению с дизайном

Связанные ресурсы

Истоки жизни: библейские и эволюционные модели сталкиваются с проблемой Вероятно, самый сильный научный аргумент против атеизма
проблема с натуралистическим происхождением жизни.Именно эта проблема привела меня к
стал деистом в качестве специалиста по биологии в Университете Южной Калифорнии в начале 1970-х годов. Проблемы для
атеистам с тех пор не стало лучше. Фактически, последние 30 с лишним лет
исследования выявили даже больше проблем, чем те, которые существовали, когда я впервые
изучал теории. Фуз Рана (биохимик) и Хью Росс (астрофизик)
объединились, чтобы написать
окончательный современный анализ происхождения жизни. В книге исследуются истоки жизни с
перспективы химии, биохимии, астрономии и Библии.Библейский
Модель создания представлена ​​рядом с натуралистическими моделями, чтобы помочь
Читатель решает, какой из них лучше соответствует данным. Это отличная книга для подарка
своим неверующим друзьям, поскольку он представляет проверяемую модель творения,
явно превосходит любую натуралистическую модель.

Дизайн клетки: как химия раскрывает творчество Творца Фазале Рана (доктор философии)
по химии), вице-президент по исследованиям и апологетике в
причин верить , написал
новая книга,
Дизайн клетки , что
пытается показать, что клеточная биохимия указывает на существование Создателя
кто это разработал.В то время как большинство книг по интеллектуальному дизайну пытаются показать
наличие дизайна, демонстрируя наличие неснижаемой сложности,
Доктор Рана исследует биохимию клетки, подробно описывая, как все
работает вместе с такой изумительной верностью. Итак, даже если цельный кусок или линия
доказательств может быть отклонено как статистический выброс, вес доказательств
является убедительным аргументом в пользу дизайна, созданного Создателем. Каждая глава начинается с
аналогия из мира искусства, имеющая отношение к рассматриваемой теме.Судя по всему, Dr.
Рана — настоящий энтузиаст искусства. Подробнее …

http://www.godandscience.org/evolution/origin_of_life_theories.html
Последнее изменение: 24 сентября 2014 г.

7 теорий происхождения жизни

Введение

(Изображение предоставлено НАСА / Лаборатория реактивного движения)

Жизнь на Земле зародилась более 3 миллиардов лет назад, со временем превратившись из самых простых микробов в поразительно сложное множество. Но как первые организмы в единственном известном жилище во Вселенной развились из первобытного супа?

Согласно одной теории, начало было «шокирующим».Другая идея ужасно пугает. И одна теория вне этого мира!

Внутри вы узнаете, насколько все это загадочно, поскольку мы раскрываем различные научные теории происхождения жизни на Земле.

Все началось с электрической искры

(Изображение предоставлено: stock.xchng)

Молния могла дать искру, необходимую для зарождения жизни.

Электрические искры могут генерировать аминокислоты и сахара из атмосферы, наполненной водой, метаном, аммиаком и водородом, как было показано в знаменитом эксперименте Миллера-Юри, проведенном в 1953 году, предполагающем, что молния могла помочь создать ключевые строительные блоки жизни. на Земле в ее первые дни.За миллионы лет могли образоваться более крупные и сложные молекулы. Хотя исследования с тех пор показали, что ранняя атмосфера Земли была фактически бедной водородом, ученые предположили, что вулканические облака в ранней атмосфере могли содержать метан, аммиак и водород, а также были заполнены молниями.

Или простая глина могла стать источником энергии для зарождения жизни? Читай дальше что бы узнать.

Молекулы жизни встретились на глине

(Изображение предоставлено: Химия)

Согласно идее, разработанной химиком-органиком Александром Грэмом Кернс-Смитом из Университета Глазго в Шотландии, первые молекулы жизни могли встретиться на глине.Эти поверхности могли не только концентрировать эти органические соединения вместе, но и помогать организовывать их в паттерны, как это делают сейчас наши гены.

Основная роль ДНК — хранить информацию о том, как должны быть расположены другие молекулы. Генетические последовательности в ДНК — это, по сути, инструкции о том, как аминокислоты должны располагаться в белках. Кэрнс-Смит предполагает, что минеральные кристаллы в глине могли организовывать органические молекулы в организованные структуры. Через некоторое время эту работу взяли на себя органические молекулы и организовались сами.

А может, жизнь началась на дне моря. Продолжайте узнавать, как это сделать.

Жизнь зародилась в глубоководных жерлах

(Изображение предоставлено MARUM)

Теория глубоководных жерл предполагает, что жизнь могла зародиться в подводных гидротермальных жерлах, извергающих ключевые молекулы, богатые водородом. Их скалистые укромные уголки могли затем сконцентрировать эти молекулы вместе и предоставить минеральные катализаторы для критических реакций. Даже сейчас эти источники, богатые химической и тепловой энергией, поддерживают жизнеспособные экосистемы.

Следующая идея — пугающая мысль. Читать дальше!

У жизни было холодное начало

(Изображение предоставлено Эриком Ригно, NASA JPL)

Лед мог покрыть океаны 3 миллиарда лет назад, поскольку солнце было примерно на треть менее ярким, чем сейчас, говорят ученые. Этот слой льда, возможно, толщиной в сотни футов, мог защитить хрупкие органические соединения в воде внизу от ультрафиолета и разрушения от космических ударов. Холод, возможно, также помог этим молекулам выжить дольше, позволяя происходить ключевым реакциям.[Связано: Состав жизни]

Понимание происхождения жизни может включать разгадку тайны образования ДНК, как мы объясним далее.

Ответ заключается в понимании образования ДНК.

(Изображение предоставлено: © Yunxiang987 | Dreamstime.com)

В настоящее время ДНК нужны белки для образования, а белкам требуется ДНК для формирования, так как же они могли образоваться друг без друга? Ответом может быть РНК, которая может хранить информацию, такую ​​как ДНК, служить ферментом, подобным белкам, и помогать создавать как ДНК, так и белки.Позже ДНК и белки пришли на смену этому «миру РНК», потому что они более эффективны.

РНК все еще существует и выполняет несколько функций в организмах, в том числе действует как переключатель для некоторых генов. Остается вопрос, как вообще сюда попала РНК. И хотя некоторые ученые считают, что молекула могла спонтанно возникнуть на Земле, другие считают, что это было очень маловероятно. Были предложены и другие нуклеиновые кислоты помимо РНК, такие как более эзотерические ПНК или ТНК.

Исследование, проведенное в 2015 году, предполагает, что недостающее звено в этой загадке РНК могло быть найдено.

У нас есть две последние идеи, которые мы хотим вам предложить. . .

У жизни было простое начало

Вместо того, чтобы развиваться из сложных молекул, таких как РНК, жизнь могла начаться с более мелких молекул, взаимодействующих друг с другом в циклах реакций. Они могли содержаться в простых капсулах, подобных клеточным мембранам, и со временем могли развиться более сложные молекулы, которые выполняли эти реакции лучше, чем более мелкие, сценарии, получившие название моделей «сначала метаболизм», а не «сначала ген». модель гипотезы «мира РНК».

Последняя теория действительно из этого мира . Посмотрите следующий слайд.

Жизнь была принесена сюда из другого места в космосе

(Изображение предоставлено: © Марк Расмуссен | Dreamstime.com)

Возможно, жизнь вообще не зародилась на Земле, а была принесена сюда из другого места в космосе, понятие, известное как панспермия . Например, камни регулярно выбрасываются с Марса космическими ударами, и на Земле было обнаружено несколько марсианских метеоритов, которые, по мнению некоторых исследователей, принесли сюда микробы, потенциально сделав всех нас марсианами изначально.Другие ученые даже предположили, что жизнь могла путешествовать автостопом на кометах из других звездных систем. Однако, даже если бы эта концепция была верной, вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле, изменился бы только на то, как жизнь зародилась в другом месте в космосе.

О, и если вы думали, что все это было загадочным, подумайте вот о чем: ученые признают, что у них даже нет хорошего определения жизни!

Истоки Жизни I | Биология

Работы Дарвина и Уоллеса во многом помогли ответить на вопрос, как виды эволюционировали с течением времени.Теория естественного отбора предоставила механизм, с помощью которого сложные формы жизни, включая человека, могли возникнуть из более простых организмов. Но остается открытым более сложный вопрос, а именно: каково происхождение самой жизни? Это один из самых сложных вопросов в науке, даже сегодня , когда мы можем с уверенностью сказать, когда на Земле появилась жизнь.

Микроскопические окаменелости, называемые строматолитами, и остатки сообществ микроорганизмов, называемые микробными матами, позволяют предположить, что на Земле обитали микроорганизмы 3.5 миллиардов лет назад (рис. 1). Кроме того, присутствие определенных изотопов углерода в определенных метаморфических породах Гренландии говорит ученым о том, что какая-то жизнь могла существовать около 3,8 миллиарда лет назад. Это означает, что от 700 миллионов до одного миллиарда лет после образования Земли здесь была жизнь. Это имеет смысл, потому что это соответствует времени, когда планета достигла достаточно прохладной температуры, чтобы выжить любая жизнь. Но точное время, когда на этой планете появилась жизнь, все еще не говорит нам, , как появилась жизнь.

Рисунок 1: Строматолиты в слоях Соэгинина в Эстонии, демонстрирующие характерную слоистую структуру из-за нарастания микробных матов. image © Марк А. Уилсон

С доисторических времен люди искали в основном духовные ответы на этот вопрос.Вокруг костров в каменном веке каждая зарождающаяся культура рассказывала и пересказывала истории о том, как боги создали жизнь из какого-то неживого материала, будь то грязь, глина, камень или солома. Детали древних историй творения со временем заметно изменились, но религия все еще была способом мышления в эпоху Дарвина, когда дело доходило до зарождения самой жизни. Дарвин действительно задумался о происхождении жизни и предположил, что она произошла в теплом пруду. Он предположил, что фосфорные соли и аммиак в предбиотическом пруду каким-то образом были химически изменены теплом, светом и электричеством, что привело к синтезу органических соединений, необходимых для производства первых живых клеток.Дарвин не был химиком, и это было очень поверхностное предположение о предбиотической химии Земли. Это резко контрастировало с детальностью и систематическим подходом собственной теории естественного отбора Дарвина.

Тем не менее, идея пруда была началом. Несмотря на то, что они жили в обществе, которое почти повсеместно считало, что у Земли есть разумный создатель, ученые во времена Дарвина уже были довольны и привыкли рассматривать возможность возникновения жизни без вмешательства богов.Эта идея получила название спонтанного зарождения, и, хотя она была уже хорошо известна еще во времена Дарвина, она восходит к временам древних греков.

Ранние мыслители

Около 2600 лет назад в ионическом городе Милет (рис. 2) натурфилософ Анаксимандр (ок. 610–546 до н. Э.) Размышлял о том, как человеческие младенцы рождались совершенно беспомощными. Без родителей у молодых людей не было шанса выжить, и состояние беспомощности продолжалось годами.Эта реальность создала дилемму при рассмотрении первого поколения людей, которое, как предполагал Анаксимандр, должно было появиться в младенчестве. Анаксимандр рассуждал, что для того, чтобы вырасти и родить собственных детей, предки человека в очень далеком прошлом должны были быть более независимыми в младенчестве. Они, должно быть, были больше похожи на некоторых других животных, чьи детеныши рождаются готовыми выжить самостоятельно.

Рисунок 2: Расположение Милета на западном побережье Анатолии, которая сейчас является частью современной Турции.Милет был домом для трех древних философов: Фалеса, Анаксимандра и Анаксимена.

Рассматривая различных животных, Анаксимандр решил, что предки людей должны были быть рыбами. В отличие от млекопитающих, которым для начала жизни нужна была мать, рыбы просто выходят из икры и либо умирают, либо выживают. Это означает, что далекие предки человека могли выжить в младенчестве, если бы они были больше похожи на рыб, чем на людей.

Еще во времена Анаксимандра люди видели скелеты давно умерших существ.Окаменелости вымерших организмов были найдены задолго до того, как палеонтологи начали их искать. Древние греки жили у моря, и часто море вымывало скелеты или размывало землю, обнажая захороненные кости. Живя в этой среде, Анаксимандр имел общее представление об анатомии скелета, а также о том, чем она похожа и чем отличается у людей и других животных. Из-за этого он решил, что переход от рыб к человеку должен был быть постепенным. Другими словами, люди произошли от рыб в результате эволюционного процесса.

Поскольку Анаксимандр не предлагал идеи о том, как происходила очевидная эволюция от рыбы до человека, это не была ранняя форма дарвиновской теории естественного отбора. Но это было началом мысли о том, что жизнь на Земле началась с маленьких организмов. Идея Анаксимандра быстро привела к идее, что маленькие организмы возникли естественным путем из неживой материи, такой как ил на дне моря.

В течение следующих столетий развивались греческие мыслители, такие как Анаксимен (588–524 до н.э.), Ксенофан (576–480), Эмпедокл (495–435), Демокрит (460–370) и, наконец, Аристотель (384–322). изменили идею спонтанного зарождения так, чтобы она соответствовала тому, что люди часто наблюдали на суше.Фермеры, оставляющие зерно в открытом контейнере, заметили, что довольно скоро появились мыши, как будто зерно произвело мышей. Люди, оставившие мясо без присмотра, вернулись и обнаружили личинок, заражающих мясо, как если бы мясо порождало личинок.

Контрольная точка понимания

Какое наблюдение побудило Анаксимандра предположить, что люди произошли от рыбы?

Проверка спонтанного зарождения

К 18 и 19 векам древняя греческая идея спонтанного зарождения прочно укоренилась в умах всех, кто осмеливался думать, что происхождение жизни могло не потребоваться богам.И живя в то время, когда наука достигла зрелости, некоторые ранние современные мыслители начали относиться к спонтанному зарождению не как к философии, а как к научной гипотезе. Постепенно они начали подвергать идею научным экспериментам.

Ранняя попытка проверки спонтанного зарождения произошла в 17 годах, когда итальянский ученый Франческо Реди (ок. 1626–1697) внимательно изучил феномен «мясо-личинка».Оставив мясо в открытой банке, он заметил, что личинки действительно появились, а затем личинки превратились в мух, которые затем улетели. Однако, когда он оставил мясо в запечатанной банке, личинки не появились. Личинки не появлялись, когда он оставлял мясо в банке, покрытой сетчатым экраном. Он принял меры предосторожности на тот случай, если для спонтанного зарождения по какой-то причине потребуется свежий воздух. Используя терминологию современной науки, мы говорим, что закрытая сеткой банка «учитывала» возможность того, что для спонтанного зарождения потребуется свежий воздух (рис. 3).

Рисунок 3: Эксперимент Франческо Реди со спонтанным зарождением с использованием банок с мясом. В первой банке, где мясо было закрыто пробкой, личинки на мясе не появлялись; во второй банке, покрытой сеткой, личинки на мясе тоже не появлялись; но в третьей банке без крышки личинки действительно появлялись на мясе и превращались в мух.

Поскольку сетчатый покров предотвращал появление личинок, это означало, что личинки произошли не в результате спонтанного зарождения, а просто из яиц взрослых мух. По стандартам экспериментальных методов современной науки это был элементарный эксперимент, но он был настолько хорош, насколько можно было дать оборудование, имевшееся во времена Реди.

Несмотря на результат своего эксперимента с личинками, Реди все еще верил, что более мелкие существа, называемые «галловыми насекомыми», произошли от спонтанного зарождения.В то же время развивающееся изобретение, микроскоп, позволило ученым сосредоточиться на существах еще меньшего размера: на микроорганизмах. Используя свой микроскоп, английский экспериментатор Джон Нидхэм заметил, что бульоны, приготовленные из мяса, кишат микроорганизмами, поэтому он проверил самопроизвольное зарождение (см. Наш модуль «Эксперименты в научных исследованиях»). Нидхэм нагрел бутылку с бульоном, чтобы убить любые микроорганизмы, и оставил бутылку на несколько дней. Затем он посмотрел на бульон под микроскопом и обнаружил, что, несмотря на более раннее нагревание, бульон снова содержал микроорганизмы (рис. 4а).

Рисунок 4a: Эксперимент со спонтанной генерацией Нидхема. Нидхэм нагрел бульон, оставил его открытым на несколько дней, затем обнаружил в жидкости микроорганизмы.

По мнению Нидхэма, это открытие предполагало, что безжизненный бульон породил жизнь.Но другой ученый, итальянец по имени Лаззаро Спалланцани, подумал, что Нидхэм, должно быть, сделал что-то не так. Возможно, он не прогревал бульон до достаточно высокой температуры или достаточно долго. Чтобы выяснить это, Спалланцани провел собственный эксперимент. Он сварил бульон в двух бутылках, оставил одну бутылку открытой и одну закрытой и обнаружил, что новые микроорганизмы появляются только в открытой бутылке. Его вывод: микроорганизмы попали в бутылку по воздуху; они не образовывались спонтанно в бульоне (рис. 4b).

Рисунок 4b: Спалланцани выполнил эксперимент Нидхема, но также протестировал бутылку с бульоном, которая была закрыта после кипячения. Он не обнаружил, что в закрытой бутылке микроорганизмы не росли.

Эксперименты, казалось бы, доказывающие или опровергающие спонтанное зарождение жизни, продолжались еще столетие.Из-за разницы между закрытыми и открытыми сосудами аргументы были сосредоточены на возможности того, что самозарождение жизни может потребовать свежего воздуха. Таким образом, недостаток воздуха в закрытой бутылке Спалланцани мог быть фактором, искажающим результаты. Эта возможность привлекла внимание самого известного микробиолога 19–90–349–90–350-го века: современника Дарвина Луи Пастера.

Пастера привлекла эта проблема, но, как только он вовлекся, он знал, что ему необходимо контролировать возможность того, что воздух необходим для создания жизни из неживой материи.Для этого он сконструировал колбы с длинными, особенно изогнутыми, похожими на лебеди горлышками. Это позволяло подвергать стерилизованный бульон воздействию свежего воздуха снаружи, но любые микроорганизмы из воздуха были бы пойманы в лужу воды на шее. (См. Наш модуль «Эксперименты в научных исследованиях» для получения дополнительной информации о планировании экспериментов.)

Стерилизованные бульоны в специальных колбах Пастера не были заражены микроорганизмами, несмотря на то, что находились на свежем воздухе (рис. 5).Итак, по прошествии более чем 24 веков гипотеза самозарождения была окончательно опровергнута.

Рис. 5: Пастер разработал колбы с длинными, похожими на лебеди горлышками, которые позволяли стерилизованному бульону взаимодействовать со свежим воздухом, но задерживали микроорганизмы в изогнутом горлышке колбы.

Это означало, что ученые больше не думали, что микроорганизмы или маленькие животные могут внезапно возникнуть без родителей, но это не мешало людям думать о жизни, происходящей из неживой материи. Публикация Пастером своих экспериментальных результатов, опровергающих спонтанное образование микроорганизмов, произошла в том же году, что и Дарвин Происхождение видов . Это привело к парадоксу. Во всем мире ученые были совершенно уверены, что эволюция действительно произошла, что все современные виды произошли от ранее существовавших живых форм.Однако что касается вопроса о том, как вообще зародилась жизнь, ученые только что опровергли единственное объяснение, которое у них было.

Идея пруда Дарвина была полностью спекулятивной. Невозможно было проверить это так, как он проверял естественный отбор в течение многих лет наблюдения за многочисленными видами. Итак, когда дело дошло до зарождения самой жизни, ученые эпохи Дарвина оказались в тупике. Все, что они могли сделать, это вскинуть руки или списать это на истории сотворения своих религий.

Контрольная точка понимания

Опыты Спалланцани с бульоном во флаконах показали, что микроорганизмы

Старые и новые идеи

Помимо спонтанного зарождения, древние греки выдвинули еще одну идею происхождения жизни на Земле: панспермия. Ионический грек по имени Анаксагор (510–428 гг. До н.э.) считал, что жизнь пришла на Землю в виде ростков, пришедших через космос из других миров.Часто люди думают о панспермии как о альтернативе идее жизни, возникающей из неживой материи, но на самом деле это не так. Вместо этого панспермия только перемещает зарождение жизни с Земли на другую планету или на Луну и дальше назад во времени. Таким образом, после опровержения Пастером спонтанного зарождения мотивация определить, как началась жизнь, была сильнее, чем когда-либо.

К концу 19 века английский биолог Томас Генри Хаксли (1825–1895) ввел термин абиогенез для описания форм жизни, возникающих из неживых химических систем.При первом упоминании этого термина может показаться, что абиогенез — это просто более современный подход к спонтанному зарождению, но есть большая разница. Идея спонтанного зарождения заключалась в том, что определенные материалы, будь то мясо, зерно или грязь, способны постоянно производить какое-то существо. Хаксли имел в виду химические реакции жизни, медленно возникающие на ранней Земле в течение длительного периода времени. Хаксли знал, что смесь должна быть более сложной, чем дарвиновские аммиак и фосфорные соли, но он не пытался проработать детали.Однако каким-то образом он считал, что оптимальная смесь простых химикатов генерирует сложные химические вещества, необходимые для жизни, такие как ферменты и самые ранние живые клетки.

Контрольная точка понимания

Абиогенез — это еще одно название спонтанного зарождения.

Абиогенез

Что касается того, как абиогенез мог происходить на изначальной Земле, серьезные размышления об этом начались в 1920-х годах, когда два ученых работали полностью независимо друг от друга.

В 1922 году русский биохимик Александр Опарин прочитал лекцию о происхождении жизни, которая была издана в виде буклета в 1924 году. В течение нескольких лет буклет не переводился с русского языка Опарина, поэтому его идеи были неизвестны за пределами страны. СССР. Тем временем британский биохимик Джон Бердон Сандерсон Холдейн (обычно известный под его инициалами JBS Haldane) работал над аналогичными идеями. В отличие от своего русского коллеги, Холдейн и его работы были очень заметны.Он был великим популяризатором науки, сделав в начале 20 века то, что позже сделал астроном Карл Саган, сделав науку понятной и увлекательной для масс. Руки Холдейна были во многих областях науки о жизни. Он был автором десятков научных работ и потратил много времени, объясняя свою работу и ее важность людям за пределами научного мира.

В связи с другими вопросами биологии Холдейн работал с ферментами, которые, по его мнению, находились на границе между живой и неживой химией.Следовательно, он предположил, что абиогенез происходит посредством сложного механизма с участием ферментов и вирусов. Ко времени Холдейна ученые выяснили, что атмосфера изначальной Земли была восстановленной. Это означает, что он содержит восстановленные химические соединения углерода, такие как метан, в отличие от окисленных химических соединений, таких как диоксид углерода (который может присутствовать, но в гораздо меньших количествах по сравнению с метаном). Он также содержал водород, аммиак, немного водяного пара и, что немаловажно, не содержал кислорода.

Кислород может поступать только от организмов, которые осуществляют фотосинтез для производства собственной пищи. Такие организмы называют автотрофами. Холдейн предположил, что первыми клетками должны были быть гетеротрофы, организмы, которые получали пищу из окружающей среды. Метан — это газ, но другие простые органические соединения, сделанные из него, являются жидкими и пролились бы дождем на раннюю Землю. Они накапливались в виде луж на поверхности, образуя своего рода органический бульон, который стал известен как «суп Холдейна» (рис. 6).

Рисунок 6: Изображение Великого Призматического источника в Йеллоустонском национальном парке, среды, похожей на органический «суп», предложенный Холдейном. Изображение © Джим Пико, Служба национальных парков

Поскольку в атмосфере не было кислорода, ранняя Земля не хватало слоя озона, чтобы блокировать мощное ультрафиолетовое излучение из космоса.Холдейн предположил, что ультрафиолетовое излучение из космоса, наряду с молнией, постоянно поражающей изначальный органический суп, доставляет энергию различным простым органическим соединениям. Это привело к тому, что химические связи между атомами молекул разорвались и преобразовались, создав новые и разные молекулы, что привело к образованию чрезвычайно больших и сложных органических молекул. Холдейн предположил, что это происходило в течение миллионов лет, пока, наконец, не возникла молекула, которая могла грубо копировать себя, используя другие молекулы в «супе» в качестве строительных блоков.

Молекулы, которые могли копировать лучше, чем их соседи, размножались и постепенно преобладали в супе. Некоторые из этих самокопирующихся молекул оказались окружены своего рода барьером, предшественником того, что мы называем мембраной. Это произошло случайно, поэтому это было очень редко, но когда это действительно происходило, объяснил Холдейн, замкнутые самокопирующие молекулы имели огромное преимущество в выживании. Итак, они пришли к власти, съели суп, и жизнь началась.

Идея Холдейна была чисто гипотетической. Его еще никто не тестировал, но он был гораздо более сложным, чем идея Дарвина о фосфорной соли. Более того, это полностью соответствовало состоянию науки 1920-х и 30-х годов относительно химии ранней Земли. Затем, в 1936 году, работа Опарина была окончательно переведена с русского. Оказалось, что он предлагал почти то же, что и Холдейн, поэтому идея стала известна как гипотеза Опарина-Холдейна.

Контрольная точка понимания

Изначальная Земля не имела озонового слоя, потому что в атмосфере не было ________.

Помещая древнюю Землю в лабораторию

Что касается проверки гипотезы Опарина-Холдейна, то роль выпала на долю аспиранта Стэнли Миллера. В начале 1950-х Миллер искал дипломную работу на химическом факультете Чикагского университета.В 1952 году его научный наставник, профессор и лауреат Нобелевской премии Гарольд Юри предложил ему попробовать проверить происхождение живых молекул. Это означало воссоздать атмосферу, которая, по мнению ученых, существовала на исконной Земле: водород, метан, аммиак и вода. Это также означало обеспечение того, что, по мнению Холдейна, заложило основу для создания более сложных молекул, необходимых для жизни: молнии и ультрафиолетового света.

Когда древняя атмосфера была создана и помещена в колбу, Миллер и Юри подвергли смесь мощному ультрафиолетовому излучению.Они также поместили электроды внутрь колбы и пропустили через прибор электрический ток, создавая искры, имитирующие молнию, которая взаимодействовала с газами в колбе. Через несколько дней они проверили содержимое жидкости, скопившейся на дне аппарата (рис. 7). Они обнаружили, что были созданы разные молекулы, включая различные важные биологические молекулы, такие как аминокислоты глицин, аланин и валин. Они проводили эксперимент снова и снова, и, в зависимости от того, как они меняли газовую смесь, были созданы различные разновидности аминокислот и других биологических молекул.Это показало, что биологически важные молекулы могут формироваться на планете в абиотических условиях.

Рисунок 7: Эксперимент Миллера и Юри по проверке гипотезы Опарина-Холдейна путем воссоздания атмосферы ранней Земли и добавления ультрафиолетового света и электрических токов.

С годами, по мере того как Миллер продвигался по карьерной лестнице, ученые, изучающие атмосферы планет и древнюю Землю, изменили свои взгляды на изначальную атмосферу Земли. Возможно, в нем не преобладали метан, водород и аммиак, и, возможно, он мог быть более окисленным, чем восстановленным. Но по мере того, как теории о древней атмосфере были уточнены, Миллер попробовал вариации своего первоначального эксперимента с отрегулированными газовыми смесями. Хотя химические продукты менялись с каждой новой смесью, в каждом случае они включали жизненно важные для жизни соединения, такие как аминокислоты или азотистые основания, строительные блоки, необходимые для создания ДНК и РНК.Возникший ответ, казалось, заключался в том, что почти независимо от того, какова точная смесь и условия, в результате будут возникать сложные органические молекулы.

Контрольная точка понимания

Что образовалось, когда в колбе с водородом, метаном, аммиаком и водой возникли электрические искры?

После эксперимента Миллера-Юри: исследование белков и мембран

В то время как идеи о первичной атмосфере Земли менялись с 1970-х годов, исследование внешней части Солнечной системы НАСА открыло некоторые удивительные вещи о лунах, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна.В частности, космические зонды Voyager 1 , Voyager 2 и Cassini и зонд входа в атмосферу на спутник Сатурна Титан, названный зондом Huygens , выявили точный состав атмосферы Титана. Это вдохновило других ученых, таких как Карл Саган, на повторение эксперимента Миллера 1952 года с атмосферной смесью Титана. Это также произвело важные биологические соединения. Таким образом, сегодня спутник Титан является основным объектом астробиологических исследований Солнечной системы.Он может иметь экзотические формы жизни или может быть моделью того, какой была Земля до появления жизни.

Через несколько лет после первоначального эксперимента Миллера-Юри другой исследователь, Сидни Фокс, провел эксперименты, показавшие, что некоторые из соединений Миллера-Юри — аминокислоты — могут соединяться вместе с образованием полимеров, более крупных молекул, известных как пептиды, или небольших белков. . Это произошло, когда аминокислоты, полученные с помощью механизма Миллера-Юри, были разбрызганы на поверхности глины и других материалов в горячих и сухих условиях.На древней Земле такие условия возникли бы на границе между древними прудами или морями и древней землей. Через некоторое время могут возникнуть сложные белки.

Позже другие исследователи обнаружили, что липидные сферы (класс органических молекул, включающих жиры) также могли образовываться в условиях, которые, как считалось, существовали на древней Земле. Это создаст водную среду внутри сферы, которая будет отделена от внешней стороны.Другими словами, сырые мембраны могут образовываться спонтанно в тех же условиях, в которых могут образовываться биологические соединения, такие как аминокислоты и небольшие белки. Тот факт, что мембраны могут образовываться спонтанно, является ключом к истокам исследований жизни. Это потому, что для перехода от неживой химии к биологии должны возникнуть очень сложные сети химических реакций. Подобно автомобилю, собираемому на конвейере, биологические молекулы собираются секция за секцией. Они также преобразуются в разные молекулы секция за секцией, поэтому в дополнение к исходной молекуле (называемой субстратом) и конечному продукту каждой реакции существует ряд промежуточных химических веществ.

В открытой среде, такой как изначальный суп Холдейна, или в океане, различные промежуточные соединения просто диффундируют, прежде чем химический путь сможет развиться. Но мембрана заключит все химические вещества в отсек. Тогда это отделение будет действовать как химическая лаборатория, удерживая внутри любые реакции, которые могут произойти. Поскольку мы знаем, что мембранные сферы могут образовываться самопроизвольно, в первозданном супе ранней Земли, должно быть, были миллиарды этих маленьких химических лабораторий, в которых шла химия жизни.

Контрольная точка понимания

Почему мембраны так важны для изучения происхождения жизни?

Перемещение в мир ДНК

Демонстрация того, что биологические молекулы и мембраны могут возникать в абиотической среде, не является демонстрацией возникновения жизни. Он показывает только то, что могло произойти при переходе от неживой химии к окончательному формированию жизни.Тем не менее, это показывает, что необходимый этап абиогенеза — спонтанное появление сложных органических молекул — не только возможно, но и вероятно при правильных условиях.

Теоретически непрерывная перестройка и построение все более и более крупных органических молекул из химических строительных блоков, которые могли бы образоваться на ранней Земле, в конечном итоге должны привести к молекулам, которые могут копировать сами себя. Это потому, что чем больше становится органическая молекула, тем больше в ней функциональных химических групп.означает, что любая случайная, очень большая органическая молекула с большим количеством атомов азота, кислорода и фосфора может иметь некоторую ферментативную способность, то есть быть способной катализировать химические реакции.

Определенный набор реакций, катализируемых молекулой, может привести к тому, что молекула сделает копию самой себя. Таким образом, со временем, когда в супе Холдейна будет много строительных материалов, вполне вероятно, что появятся самовоспроизводящиеся молекулы.Первая самовоспроизводящаяся молекула будет обладать лишь грубой способностью к копированию. Но поскольку она не будет копировать себя в точности, каждая новая «копия» будет немного отличаться от «родительской» молекулы. Случайным образом вновь скопированная молекула может иметь способность копировать немного лучше, чем молекула, которая ее создала. Тогда естественный отбор будет работать с неживыми химическими молекулами, подобно тому, как Дарвин описал его как работу с живыми организмами. Те молекулы, которые копируют лучше, будут делать больше копий, используя строительные блоки, взятые из распада других молекул, которые не могут копировать себя так хорошо.

Самокопирующие молекулы, заключенные в мембраны, будут работать даже лучше, потому что они будут удерживаться вместе с другими химическими веществами. Но для того, чтобы жизнь действительно зародилась, должна существовать молекула с чрезвычайно хорошей копирующей способностью. Сегодня есть такая молекула: ДНК. Однако ДНК невероятно сложна, и это создает дилемму типа курицы и яйца.

В 1980-х годах ученые начали понимать, что не все ферменты являются белками.Ученые проанализировали некоторые клеточные компоненты, называемые рибосомами, и обнаружили, что они состоят из белка и РНК. Что было странно, так это то, что некоторые молекулы РНК на самом деле работают как ферменты. Они могут катализировать химические изменения в себе и в других молекулах РНК.

Подобно ДНК, РНК может содержать генетическую информацию, но РНК менее сложна, чем ДНК (рис. 8). Следовательно, гипотеза, названная «миром РНК», была предложена независимо тремя разными исследователями: Лесли Оргелом, Фрэнсисом Криком и Карлом Вёзе.Сегодня это краеугольный камень в истоках исследований жизни. Идея состоит в том, что РНК возникла на Земле до ДНК и была генетическим материалом в первых клетках (или в первых клетках в другом мире, если жизнь зародилась где-то еще).

Фигура 8: Сравнение рибонуклеиновой кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Сегодня ни одна из известных бактериальных клеток или других полноценных форм жизни не использует РНК так, как мы используем ДНК, в качестве молекулы для хранения генетической информации.Но есть РНК-вирусы. Не все вирусы являются РНК-вирусами; некоторые используют ДНК для хранения генетических инструкций, как и наши клетки. Но если РНК подходит в качестве единственного генетического материала в некоторых вирусах, легко представить себе, что РНК также является единственным генетическим материалом у ранних бактерий или других одноклеточных существ, которые могли существовать на ранней Земле.

Нетрудно представить, как мог происходить переход от РНК к ДНК. Как и в случае с эволюцией всего остального, здесь были бы ошибки.В современных живых организмах ДНК хранит генетическую информацию в течение длительного времени, а последовательности ДНК транскрибируются в последовательности РНК, которые затем используются для объединения последовательностей аминокислот в белки (см. Наш модуль «Экспрессия генов: обзорный модуль»). По сути, ДНК — это дополнительный слой помимо РНК и белков, которые производит РНК. Последовательности РНК могли быть генами до того, как ошибка создала ДНК. Будучи более стабильной в химическом отношении, чем РНК, ДНК взяла на себя работу по хранению генетической информации. Это дало РНК возможность лучше преобразовывать генетическую информацию в белки.

Это было бы огромным шагом в эволюции жизни. Это также означало бы, что жизнь здесь не сразу. Скорее, абиогенез происходил поэтапно или поэтапно во время пребиотической химической эволюции. Таким образом, сущности должны были существовать в диапазоне от неживых до живых, точно так же, как сегодня вирусы имеют характеристики как живых, так и неживых существ. Мы не знаем точного пути абиогенеза, но ученые разработали каждый из основных шагов, необходимых для перехода от неживой химии к самоподдерживающимся клеткам.Важно отметить, что ученые также провели лабораторные эксперименты, демонстрирующие, что каждый шаг возможен. В отличие от времен Анаксимандра, Дарвина или даже Холдейна, на пути абиогенеза нет больших дыр или теоретических препятствий. Ученые хорошо представляют, как это могло произойти. Тем не менее, если говорить о деталях каждого основного шага, именно здесь наука сейчас сосредоточена на получении некоторых ответов.

Сводка

С доисторических времен люди размышляли о том, как возникла жизнь.Этот модуль описывает исследования происхождения жизни в истории, включая эксперименты Луи Пастера, которые опровергли давнюю идею спонтанного зарождения, а также более поздние исследования, показывающие, что появление биологических молекул из неживой среды — или абиогенез — не только возможно, но, вероятно, при правильных условиях.

Ключевые понятия

• Теории о происхождении жизни так же древны, как и человеческая культура. Греческие мыслители, такие как Анаксимандр, считали, что жизнь возникла из спонтанного зарождения, идеи о том, что маленькие организмы спонтанно возникают из неживой материи.

• Теория спонтанного зарождения была оспорена в 18-19 веках учеными, проводившими эксперименты по росту микроорганизмов. Луи Пастер, проведя эксперименты, которые показали, что воздействие свежего воздуха является причиной роста микроорганизмов, эффективно опроверг теорию спонтанного зарождения.

• Абиогенез, теория о том, что жизнь произошла из неживых химических систем, заменила спонтанное зарождение в качестве ведущей теории происхождения жизни.

• Холдейн и Опарин предположили, что «суп» из органических молекул на древней Земле был источником строительных блоков жизни. Эксперименты Миллера и Юри показали, что вероятные условия на ранней Земле могли создать необходимые органические молекулы для появления жизни.

• РНК, а в результате эволюционных процессов ДНК и разнообразие жизни, как мы ее знаем, вероятно, образовались в результате химических реакций между органическими соединениями в «супе» ранней Земли.

• NGSS

• HS-C4.2, HS-C4.3, HS-ESS2.E1

Дэвид Вармфлэш, доктор медицины, Натан Х. Ленц, доктор философии «Истоки жизни I» Visionlearning Vol. БИО-4 (6), 2016.

Происхождение жизни на Земле — 3-е издание А. И. Опарина, 1957 г.

Вопрос о возникновении жизни, о происхождении на Земле первых живых существ поднимает ряд важных и фундаментальных проблем натурфилософии.Каждый человек, на какой бы стадии развития он ни находился, сознательно или бессознательно задавал себе этот вопрос и находил на него какой-то ответ, ибо без такого ответа невозможно составить даже самую примитивную картину мира.

История показывает, что проблема возникновения жизни волновала человеческий разум с незапамятных времен. Не было ни религиозной, ни философской системы, ни великого мыслителя, который не уделял бы серьезного внимания этой проблеме. В разные эпохи и на разных этапах культурного развития вопрос о происхождении жизни решался по-разному.Однако эта проблема всегда была в центре ожесточенного конфликта идей между двумя непримиримыми философскими школами — конфликта между идеализмом и материализмом.

В начале нашего века этот конфликт не только не утих, но и приобрел особую горечь, потому что, хотя наука уже достигла блестящих и головокружительных успехов во многих областях, казалось, что она не может дать рациональный, научно обоснованный ответ на вопрос о происхождении жизни.