Казанский федеральный университет институт физики кафедра вычислительной физики и моделирования физических процессовВ. М. Бердникова
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Вопросы для самоконтроля: 1. Какие существуют концепции происхождения жизни на Земле? Какая из них является современной научной точкой зрения? 2. Раскройте поэтапно современные представления о том, как возникла и эволюционировала жизнь на Земле. 3. Какие существуют экспериментальные доказательства абиогенеза? 4. Какими свойствами обладали первичные организмы Земли? Лекция №9 Антропогенез Аннотация. Данная тема посвящена вопросам происхождения и эволюции человека. Ключевые слова: антропогенез, палеонтология, проконсулы, австралопитеки, неандерталец, кроманьонец, эволюция. Методические рекомендации по изучению темы: Следует внимательно ознакомиться с материалом лекции, после чего необходимо выполнить закрепление материала, отвечая на предлагаемые вопросы для самопроверки. Для каждой темы приведён список литературы, который поможет вам при необходимости более детально изучить данную тему. 66 Глоссарий по теме лекции №9: Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости В зависимости от объекта исследования классифицируют генетику растений , животных , микроорганизмов , человека и другие; в зависимости от используемых методов других дисциплин — молекулярную генетику , экологическую генетику и другие. Идеи и методы генетики играют важную роль в медицине, сельском хозяйстве, микробиологической промышленности, а также в генетической инженерии и теории эволюции. Глобальный эволюционизм - это интегративное исследовательское направление, учитывающее динамику развития неорганического, органического и социального миров. Он опирается на идею о единстве мироздания и представления о том, что весь мир является огромной эволюционирующей системой. Глобальный эволюционизм включает четыре типа эволюции: космическую, химическую, социальную и биологическую — объединяя их генетической и структурной преемственностью. Наряду со стремлением к объединению представлений о живой и неживой природе, социальной жизни и техники одной из целей глобального эволюционизма является потребность интегрировать естественнонаучное, обществоведческое, гуманитарное и техническое знание, т. е. глобальный эволюционизм претендует на создание нового типа целостного знания, сочетающего научные, методологические и философские основания. Появление синергетики также свидетельствует о поиске глобальных и общеэволюционных закономерностей, универсально объединяющих развитие систем различной природы. Палеоантропология - раздел физической антропологии, изучающий эволюцию гоминид на основе ископаемых останков. Человекообразные обезьяны - группа высших приматов. Вместе с семейством гоминид (человек современный и более ранние человеческие существа) составляют надсемейство человекоподобных приматов, гоминоидов. Согласно наиболее распространённой системе, Ч. о. включают 2 семейства: гиббоны, или малые Ч. о., и понгиды, или крупные Ч. о., — орангутан, шимпанзе, горилла. Эволюция - процесс постепенного изменения, развития. В биологии - естественный процесс развития живой природы , сопровождающийся изменением генетического состава популяций , формированием адаптаций , видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Рекомендуемые источники литературы: 1. http://paleontologylib.ru; 2. http://antropogenez.ru; 3. Нефедьев Ю.А. Естественнонаучная картина мира. Часть 2.: [электронный ресурс] // В.С. Боровских, А.И. Галеев, В.М. Бердникова, 67 С.А. Дёмин, О.Ю. Панищев,. Казань, 2012. URL: http://www.kpfu.ru/docs/F570530067/%CA%D1%C5_2.pdf; 4. http://sbio.info; 5. http://www.2fj.ru; 6. http://www.evolbiol.ru; 7. http://poiskknig.ru; 8. http://elementy.ru; 9. http://dic.academic.ru; 10.http://ru.wikipedia.org. В самом общем виде концепции антропогенеза можно разделить на три группы: креационизм (религиозный подход), глобальный эволюционизм (философский подход) и теорию эволюции (научный подход). В нашей лекции мы рассмотрим современную научную версию происхождения человека. Антропогенез - это процесс исторического и эволюционного формирования человеческого вида, развития его трудовой деятельности, речи, а также общества в целом. Изучением антропогенеза занимаются сразу несколько дисциплин, среди которых ключевую роль играют палеоантропология и генетика. По современным представлениям, в отличие от представление Дарвина, люди некогда в очень далёком прошлом имели общих предков с обезьянами. Эти существа не были ни обезьянами, ни людьми в современном понимании. В ходе эволюции сначала от этой общей ветви отделились мартышковые обезьяны, а далее разошлись пути человекообразных обезьян и людей. Находка черепа Сааданиуса (Саудовская Арвия в 2009 г) достойна первого упоминания, т. к. именно он считается представителем последнего общего предка гоминоидов и мартышковых. Гоминоиды это человекообразные обезьяны и люди. Считается, что примерный срок разделения двух ветвей (гоминоидов и мартышковых обезьян) это примерно 28-29 млн. лет назад. Проконсулы - самые древние гоминоиды, жившие 15-18 млн. лет назад, от них произошел коратпитек (10-13,5 млн. лет назад), который, как предполагается, является предком орангутанга. Останки найдены в Тайланде в 2003 году. Другая ветвь - наколиптек - жил 9,8 млн. лет назад. Это последний общий предок горилл, шимпанзе и гоминидной линии. Найден в Кении, только челюсти и фрагменты зубов и описан японской группой в 2007 году. Далее следует группа ранних австралопитеков. В 2002 году был описан сахилянтроп, это существо, жившее 6-7 млн. лет назад на территории современной республики Чад с признаками прямохождения. Считается самым древним человеческим предком. Далее в списке ранних австралопитеков следует орроин (человек тысячелетия), ардипитек кадабда, ардипитек рамидус, австалопитек анаменсис (анамский человек). Все эти существа были прямоходящие, но могли передвигаться и на четвереньках как гориллы и 68 шимпанзе. Наиболее вероятным нашим предком является австралопитек афаренсис (афарский человек). Останки найдены в Хадаре в 1973-1977 годах. Существовал данный вид 4-2,5 млн. лет назад, он является прародителем ветви массивных австралопитеков и ветви хабилисов. Ранние хомос или по-другому пропитекантропы начинается с хомо хабилиса (человека умелого), жившего 1,5-2,3 млн. лет назад. Найден был в Кении и описан в 1964 году. Это первый предок, который стал заготавливать каменные орудия и перешел на всеядность. С него начинается стремительный рост размеров головного мозга. Т. о., одновременно существовали и развивались две независимые, хотя и родственные группы гоминид: массивные австралопитеки (тупиковая ветвь развития) и хабилисы (наши предки). Далее в 1891-1893 годах Дюбоа во время раскопок в Индонезии обнаружил кости существ, названных в последствии питекантропами. Сейчас известно несколько разновидностей этих существ, которые образуют форму человек прямоходящий - хомо эректус или архантроп. За время своего существования (2 млн. - 200 тыс. лет назад) они распространились не только по Африке, но и заселили всю Евразию. Поэтому найдено сразу несколько форм архантропов: европейские формы (гейдельбергский человек, живший 800-350 тыс. лет назад), яванский человек (700-30 тыс. лет назад), китайский человек или синантроп, останки которого найдены 1923 году около Пекина датировкой 770 тыс. лет назад. Также к европейским формам относят грузинский человек, найденный в Грузии, один из самых примитивных архантропов, которые появились в Европе. Мозг этих гоменид достигал 1200 см в кубе в объеме. В нем обнаружены участки, отвечающие за речь. Примерно 500 тыс. лет назад люди научились пользоваться огнем, носили шкуры зверей, изготовляли сложные орудия труда, участвовали в коллективной охоте и проводили первые обряды. К африканской форме человека прямоходящего относится человек флоресский и родезийский человек, которые вымерли только примерно 15-30 тыс. лет назад. Около 300 тыс. лет назад появился современный тип человека - Хомо Сапиенс. Объем мозга у них соответствовал современному 1200-1600 см в кубе. Они жили в постоянных сообществах, строили жилища, создавали более сложные орудия труда, хоронили мертвых. Известны 2 формы Сапиенсов: неандертальцы и кроманьонцы. Неандертальцы были потомками европейских архантропов, отделенные от других сородичей оледенением. Впервые найдены в долине Неандерталь в Германии. Они жили 200-25 тыс. лет назад по всей Центральной и Южной Европ, Северной Африке, Средней Азии. Рост 150-165 см, вес от 70 до 80 кг. Объем мозга неандертальцев превышал мозг современного человек в среднем на 20%. Создавали каменные ножи, сверла, костяные иглы и даже примитивные музыкальные инструменты, такие как флейта. В 90 гг. 20 в генетические исследования показали, что неандертальцы не были прямыми предками современного человека, а представляют лишь боковую, тупиковую ветвь гоменид. Соответственно считалось, что мы произошли только от кроманьонцев. 69 Современные исследования показывают, что у европейских людей обнаруживаются 2% неандертальтских генов, т. е. неандертальцы и кроманьонцы могли скрещиваться. Первый скелет первобытного человека современного вида был найден в 1823 году в Уэльсе, но наиболее известна другая находка 1968 года в пещере Кроманьон, поэтому таких людей называют кроманьонцами или неоантропами. Они являются достоверными предками всех ныне живущих людей и поэтому их останки находят по всему миру. Они создавали предметы первобытного искусства (бусы из ракушек или разрисованные кости и множество наскальных рисунков). Появились около 170 тыс. лет в Африке. 60 тыс. лет назад заселили Азию, 40 тыс. лет назад Европу, начиная с 35 тыс. лет назад заселяли Новую Гвинею, Австралию, а 15 тыс. лет назад из Сибири попали в Северную, а затем Южную Америку. Не смотря на множество находок и успехов генетической расшифровки в истории появления и развития человечества по прежнему остается множество нерешенных вопросов. Возможные пути эволюции человека Люди не перестали эволюционировать, хотя нашей цивилизации не так уж много лет, чтобы мы смогли увидеть какие-то сильные изменения. Учёные предполагают, что в будущем человеческий подвергнется следующим изменениям: Ослабление иммунной системы. С усилением зависимости человека от лекарств, можно ожидать, что иммунная система человека будет постепенно ослабляться. В будущем, при помощи добавок, человек сможет регулировать свой гормональный фон, чтобы улучшить своё самочувствие. Мышечная атрофия. Чем меньше каждое поколение будет зависеть от физической силы, тем более вероятно, что наш вид в целом будет становиться слабее. Увеличенный рост. Средний рост человека стремительно увеличивается последние два века. Всего за 150 последних лет средний рост людей увеличился на 10 сантиметров. Считается, что главной причиной нашего стремления ввысь является изобилие. Выпадение волос. По многим причинам тело человека уже избавилось от большинства своего волосяного покрова, и со временем, скорее всего, человечество будет становиться всё более лысым. Перераспределение функций мозга. С развитием технологий, наши мозги адаптируются к большей эффективности, что возможно окажет пагубное влияние на память. Изменение челюстей. Самым явным изменением в наших челюстях будет отсутствие зубов мудрости, которые не нужны современному человеку, и которые уже достаточно редко встречаются среди некоторых народов. Изменение нижних конечностей. Предполагается, что на ногах у наших будущих предков останется только по 4 пальца, исчезнет мизинец. 70 Вопросы для самоконтроля: 1. Что такое антропогенез? В чём заключается его отличие от эволюции других организмов? 2. Раскройте основные этапы антропогенеза. 3. Какие родственные связи объединяют людей и человекообразных обезьян? Верно ли выражение: "люди - произошли от обезьян"? Ответ обоснуйте. 4. Какие изменения человеческого вида в будущем прогнозируют современные учёные? Глоссарий по курсу КСЕ Атом – наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Как отмечено выше, атом состоит из атомного ядра и окружающего его электронного облака. Ядро атома представляет собой систему из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако состоит из отрицательно заряженных электронов. Биогеоценоз - система , включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная система). Представляют собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему , в которой органические компоненты (животные растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Биосимметрика - направление в учении о симметрии – изучает связь проявлений симметрии у живых организмов и возникающих у них новых свойств или патологий при изменении симметрии в организме на противоположную. Вероятность – это степень необходимости, способная принимать непрерывный спектр значений от нуля (невозможность) до единицы (необходимость). Вечный двигатель , существует две теоретические формы вечного двигателя. В первой механизм работает бесконечно без притока энергии извне. Однако этот вид машины противоречит первому закону термодинамики о сохранении энергии. Во второй модели двигатель получает тепло из «неисчерпаемого» источника, например, из океана, и преобразует его в работу. Это нарушает второй закон термодинамики, по которому при таком процессе должно тратиться больше энергии, чем поступает из источника. Виртуальная частица — некоторый абстрактный объект в квантовой теории поля, обладающий квантовыми числами одной из реальных элементарных частиц (с массой ), для которого, однако, не выполняется обычная связь между энергией и импульсом (то есть ). Виртуальные частицы не могут «улететь на бесконечность»; они рождаются и 71 обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться. Таким образом, они существуют как бы в промежуточных состоянияхх, имея очень короткое время жизни, недостаточное для того чтобы их можно было обнаружить. Витализм — учение о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями — «жизненной силы». Генофонд — понятие из популяционной генетики, описывающее совокупность всех генных вариаций определённой популяции. Популяция располагает всеми своими аллелями для оптимального приспособления к окружающей среде. Можно также говорить о едином генофонде вида, так как между разными популяциями вида происходит обмен генами. Гомеостаз - это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Понятие “гомеостаз” применяют к биоценозам (сохранение постоянства видового состава и числа особей), в генетике, кибернетике. Таким образом, гомеостаз — это стремление живой системы сохранить стабильность своей организации, рода, популяции. Гравитационный коллапс - быстрый процесс сжатия вещества под действием собственного притяжения. Иногда под гравитационным коллапсом понимают неограниченное сжатие вещества в черную дыру, описываемое общей теорией относительности (релятивистский коллапс). Гравитационный радиус - представляет собой характерный радиус, определённый для любого физического тела, обладающего массой: это радиус сферы, на которой находился бы горизонт событий, создаваемый этой массой в общей теории относительности, если бы она была распределена сферически- симметрично, была бы неподвижной (в частности, не вращалась), и целиком лежала бы внутри этой сферы. Движение - важнейший атрибут, способ существования материи. Движение включает в себя все происходящие в природе и обществе процессы. В самом общем виде движение - это изменение вообще, всякое взаимодействие материальных объектов и смена их состояний. Детерминизм в современной науке определяется как учение о всеобщей, закономерной связи явлений и процессов окружающего мира. Наличие таких связей является доказательством материального единства мира и существования в мире общих закономерностей. Дифракция света - отклонение световых волн от прямолинейного распространения, огибание встречающихся препятствий. Если препятствие достаточно мало, т.е. сравнимо с длиной волны, то свет попадает за препятствие в область, где должна бы быть геометрическая тень. Происходит так, потому что после прохождения такого препятствия световая энергия перераспределяется в пространстве, и на экране наблюдается дифракционная картина, чередование максимумов и минимумов освещённости, подобно интерференционной картине. 72 Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского - это закон, согласно которому миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция); или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом. Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив закон инерции (1-й закон Ньютона): любое тело, на которое не действуют внешние силы (или сумма сил равно нулю), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности, все ИСО равноправны, и все законы физики в них действуют одинаково. Интерференция света - перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. |