биология. Предмет биологии в мед. Вузе. Биология как одна из теоретических основ медицины, ее задачи, объект и методы исследования. Биологические науки
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Подцарству - Многоклеточные Типу - Хордовые Подтипу — Позвоночные Классу - Млекопитающие Подклассу - Плацентарные Отряду - Приматы Подотряду - Узконосые обезьяны Надсемейство - Человекообразные обезьяны или гоминоиды (Hominoidea) Семейству - Гоминиды (Hominidae) Подсемейству - Гоминины (Homininae) Роду - Люди (Homo) Виду - Человек разумный (Homo sapiens) Подвид - Человек разумный разумный (Homo sapiens sapiens) 55 вопр Человек - как биосоциальное существо. Факторы антропогенеза. Появление человека - огромный скачок в развитии живой природы. Человек возник в процессе эволюции под воздействием законов, общих дай всех живых существ. Человеческий организм, как и все живые организмы, для поддержания жизнеспособности нуждается в пище и кислороде. Как и все живые организмы, он претерпевает изменения, растет, стареет, умирает. Поэтому тело человека, человеческий организм - область изучения биологических наук. Однако человеческий организм - это еще не человек в социальном смысле. Ребенок, полностью изолированный от остальных людей, не научится говорить, его мышление не разовьется. Человек становится человеком только тогда, когда он развивается и живет в обществе. Социальная среда, в которой находятся люди, налагает на них такой большой отпечаток, что человека невозможно изучать с позиций только биологических наук. У человека возникает особая, не связанная с генетическими механизмами форма связи между поколениями - преемственность традиций, культуры, науки, знаний. Все это стало возможным благодаря развитию речи и письменности. Опыт, накопленный человеком в индивидуальной жизни, не исчезает вместе с ним, а вливается в общечеловеческую культуру. Таким образом, человек - биосоциальное существо, основными факторами эволюции которого являются: S Биологические - наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. S Социальные - общественный образ жизни, труд, речь, мышление и т.д. Уменьшение площади лесов вынудило предков человека перейти к наземному образу жизни и способствовало развитию прямохождения. Это содействовало постепенному высвобождению передних конечностей от функции передвижения. В последующем руки совершенствовались, приобретали способность к разнообразным движениям и начали использоваться для удержания предметов и совершения бросков, а затем и для изготовления простейших орудий труда. Дальнейшее совершенствование руки происходило под влиянием трудовой деятельности и В результате естественного отбора («Рука — это не только орган труда, но и продукт труда»). Самые примитивные орудия труда уменьшали зависимость человека от окружающей природы. Таким образом, наземный образ жизни - освобождение передних конечностей - совершенствование руки происходило под влиянием трудовой деятельности. Выживание предков человека в условиях жесткой конкуренции требовало объединения особей. Стадный образ жизни, при котором слабость одной особи компенсировалась усилиями совместно обороняющегося стада, а опыт, приобретенный индивидуумом, быстро становился достоянием других членов стада. Высокий уровень развития мозга и психики, использование различных предметов в качестве орудий для охоты и защиты от врагов стали главнейшими предпосылками очеловечивания, основой для развития мышления и трудовой деятельности Стадный образ жизни, трудовая деятельность, совместная охота и защита от врагов потребовали согласованных действий. Возникла необходимость общения. Неразвитая гортань и ротовой аппарат обезьян в результате наследственной изменчивости и естественного отбора постепенно преобразовались и органы (.,, раздельной речи человека. Время появления языка и речи у человека или его предков может быть иьт-> но лишь приблизительно только на основании косвенных археологических и анатомических данных. Развитие областей мозга человека, связанных с регулЯНй ей речи (зона Брока и зона Вернике) прослеживается в черепе Homo habilis, aoi. раст которого составляет 2 млн лет, но голосовой аппарат еще не был развит, у представителей Homo erectus появляется речь в виде отдельных выкриков. Родственные предкам человека и сравнимые с ними по развитию неандеп. тальцы обладали примитивной речью в виде лепета (ранние неандертальцы), ко. торая была заметно более медленной и, предположительно, менее гибкой. Прогрессивное развитие способов общения людей, в первую очередь речи, по. средством которой происходила передача поколениям накопленного производства, опыта и сведений из общественной жизни коллективов, привело к формированию сложного социального общества. Важным этапом в развитии первобытного человека было использование огня Впервые использовать огонь (сохраняя его от пожарищ) начали поздние архан- тропы (Homo erectus), палеоантропы (Homo sapiens neanderthalensis) - научились добывать огонь. Возможность использования огня для согревания позволила рас селиться в областях с более холодным климатом. Употребление термически обра ботанной животной пищи привело к изменению жевательного аппарата, умень шению лицевого черепа и, одновременно, к лучшему усвоению пищи и увеличе нию головного мозга (улучшение питания, достаточное поступление незамени мых аминокислот и др.). Изготовление орудий труда, совместный труд и охота привели к развитию новых общественных отношений между первобытными людьми. Вывод: Развитие головного мозга, мышления и сознания стимулировало совершенствование труда и речи. С другой стороны, усложнявшиеся процессы изготовления орудий труда и предметов быта способствовали совершенствованию головного мозга и органов чувств. Развитие трудовой деятельности ослабило действие биологических и усилило роль социальных факторов в антропогенезе. Человек стал не только приспосабливаться к среде обитания, но и постепенно научился изменять ее в нужном для себя направлении. На начальных этапах становления человека (древнейшие и древние люди) основную роль играли биологические факторы (прямохождение, совершенствование руки, развитие головного мозга). Сфера действия естественного отбора постепенно сужалась в результате трудовой деятельности и создания искусственных условий существования (одежда, жилище, огонь и др.). У первых современных людей роль биологических факторов эволюции значительно снизилась (утратили свое значение движущий и дизруптивный отбор), о чем говорит общность морфоф"- зиологических показателей ископаемых людей современного типа и ныне живущих, а роль социальных факторов возросла. Высокая степень развития мозга и коллективный труд привели к резкому уменьшению зависимости человека от внешней среды. В настоящее время естественный отбор в человеческих популяциях и силу социальной природы человека потерял свою видообразуюшую функцию (но он происходит, носит стабилизирующий характер), и дальнейший прогресс человечества будет целиком зависеть от социальных факторов. Все это привело к упрочнению независимости человека or окружающей природы, созданию искусственной среды, возникновению общества. Таким образом, эволюция человека вышла из-под ведущею контроля биологических факторов и приобрела социальный характер. Поэтому человек занимает совершенно особое положение в природе, являясь одновременно и биологическим, и социальным существом. На основе биологических и социальных факторов антропогенеза построены биологическая и социальная программы. Биологическая программа определяет развитие человека как вида. Эта программа о морфологических и физиологических особенностях человека, как животных, записанная в молекулах ДНК, которая передается по наследству потомству через половые клетки родителей. На основе этого развиваются морфофизиологические особенности человека: S Структура мозга; S Сенсорные органы; S Способности, память, темперамент; S Скорость проведения возбуждения и торможения. Это материальная основа, на которой будет закладываться социальная сущность человека (труд, сознание, речь, стереотип поведения). Сразу после рождения мозг человека развивается под действием социальной формы воздействия, что определяет его сущность и потребность быть личностью. Социальная программа определяет развитие человека как личности и содержит комплекс знаний, умений, навыков и духовных ценностей, которые по наследству не передаются. Их преемственность осуществляется посредством воспитания, обучения и образования в человеческом обществе. Известны случаи, когда маленькие дети были длительно изолированы от человеческого общества и после возвращения их в нормальные условия специфические человеческие черты восстанавливались у них с большим трудом или совсем не развивались. 56 вопр Сходства человека с человекообразными обезьянами (сходство понгид и гоминид) Имеется много доказательств родства человека и современных человекообразных обезьян. Наибольшую близость человек обнаруживает к горилле и шимпанзе. Общие анатомические признаки У человека и гориллы 385 общих анатомических признаков, у человека и шимпанзе - 369, у человека и орангутана — 359: S бинокулярное зрение, S прогрессивное развитие зрения и осязания при ослаблении обоняния, развитие мимической мускулатуры, конечности хватательного типа, противопоставление большого пальца остальным, редукция хвостового отдела позвоночника, наличие аппендикса, S большое число извилин полушарияй головного мозга, наличие папиллярных узоров на пальцах, ладонях и стопах, ногтей на пальцах, развитые ключицы, широкая плоская грудная клетка, ногти вместо когтей, плечевой сустав, допускающий движение с размахом до 180°. Сходство кариотипов У всех человекообразных обезьян диплоидное число хромосом 2/1 = 48. У человека 2 п Щ 46. В настоящее время установлено, что 2-ая пара человеческих хромосом представляет собой продукт слияния двух обезьяньих (межхромосомная абберация - транслокация). Выявлена гомология 13 пар хромосом понгид и человека, что проявляется в одинаковом рисунке исчерченности хромосом (одинаковое расположение генов). Поперечная исчерченность всех хромосом очень близка. Процент сходства генов у человека и шимпанзе достигает 91, а у человека и мартышкообразных - 66. Анализ аминокислотных последовательностей в белках человека и шимпанзе показывает, что они идентичны на 99% III. Морфологическим г * оде гни Кличка структура ошшшн например. гемоглобина, Группы кропи гориллы И шимиинче очень Шипки к группам крови у человека. Система ДНО челомекооОричныч обеими и человека общая. Теоретически кровь карл и ком о го шимиинче Воиобо соответствующей группы можно переливать человеку. Антиген рсчуе-фиктр обинружен кик у человека, так и у низшей обезьяны - макаки резус, Наблюдается схода но и течение различных заболеваний, что особенно ценно при биолог ических и медицинских исследованиях, В основе сходства чикои гомологичных рядов Вавилова. В экспериментах у человекообразных обечьян удилось получить такие заболевания, как сифилис, брюшной тиф, холера, туберкуле» и др. Человекообразные обезьяны близки к человеку по продолжительности беременности, ограниченной плодовитостью, срокам полового созревания. Отличим человека от человекообразных обезьян (отличия гомииид от поигид) Наиболее характерной особенностью, отличающей человека от человекообразных обезьян, является прогрессивное рнчиитие головного мозга. Кроме большей массы, головной мозг человека имеет и другие важные особенности: более развиты лобная и теменные доли, где сосредоточены важнейшие центры психической деятельности, речи (вторая сигнальная система); значительно увеличена численность мелких борозд; значительная часть коры больших полушарий головного мозга у человека связана с речью. Возникли новые свойства-звуковой и письменный язык, абстрактное мышление. Прямохождение (бипедия)мС постановкой стопы с пятки на носок и трудовая деятельность потребовали перестройки многих органов. Люди - единственные современные млекопитающие, ходящие на двух конечностях. Некоторые обезьяны также способны к прямохождению, однако лишь в течение короткого времени. Доказательства животного происхождения человека В основе доказательств животного происхождения человека лежат доказательства эволюции органического мира. I. Палеонтологические доказательства Ископаемые формы. Переходные формы. Филогенетические ряды. Палеонтологические находки позволяют восстановить внешний облик вымерших животных, их строение, черты сходства и различия с современными видами. Это дает возможность проследить развитие органического мира во времени. Например, в древних геологических пластах обнаружены остатки лишь представителей беспозвоночных, в более поздних — хордовых животных, а в молодых отложениях - животных, сходных с современными. Палеонтологические находки подтверждают наличие преемственности между различными систематическими группами. В одних случаях удалось найти ископаемые формы (напр. синантроп), в других переходные формы, сочетающие признаки древних и исторически более молодых представителей. В антропологии такими формами являются: дриопитеки, австралопитеки и др. В животном мире такими формами являются: археоптерикс - переходная форма между рептилиями и типами, иностраиневня - переходная форма между рептилиями и млекопитающими; пс ил офиты - между водорослями и наземными растениями. На основании таких находок удается установить филогенетические (палеонтологические) ряды - формы, последовательно сменяющие друг друга в процессе эволюции. Таким образом, палеонтологические находки четко свидетельствуют о том, что по мерс перехода от более древних земных слоев к современным происходит постепенное повышение уровня организации животных и растений, приближение их к современным. Биогеографические доказательства Сопоставление видового состава с историей территорий. Островные формы. Реликты. Биогеография изучает закономерности распределения растительного (флоры) и животного (фауны) мира на Земле. Установлено: чем раньше произошла изоляция отдельных частей планеты, тем сильнее различия организмов, населяющих эти территории - островные формы. Так, животный мир Австралии весьма своеобразен: здесь отсутствуют многие группы животных Евразии, зато сохранились такие, которых нет в других районах Земли, например яйцекладущие и сумчатые млекопитающие (утконос, кенгуру и др.). В то же время животный мир некоторых островов сходен с материковым (например. Британские острова, Сахалин), что говорит об их недавней изоляции от континента. Следовательно, распределение видов животных и растений по поверхности планеты отражает процесс исторического развития Земли и эволюции живого. Реликты - ныне живущие виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох. Реликтовые формы свидетельствуют о флоре и фауне далекого прошлого Земли. Примерами реликтовых форм являются: Гаттерия — рептилия, обитающая в Новой Зеландии. Этот вид является единственным ныне живущим представителем подкласса Первоящеров в классе Рептилий. Латимерия (целокант) - кистеперая рыба, обитающая в глубоководных участках у берегов Восточной Африки. Единственный представитель отряда Кистеперых рыб, наиболее близкий к наземным позвоночным. Гинкго двулопасгный — реликтовое растение. В настоящее время распространено в Китае и Японии только как декоративное растение. Облик гинкго позволяет представить древесные формы, вымершие в юрском периоде. В антропологи под реликтовым гоминидом подразумевается мифологический «Снежный человек». Сравнительно-эмбриологические Закон зародышевого сходства К.Бэра. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Принцип рекапитуляций. Эмбриология - наука, изучающая зародышевое развитие организмов. Данные сравнительной эмбриологии указывают на сходство зародышевого развития всех позвоночных. Закон зародышевого сходства Карла Бэра (1828) (такое название закону дал Дарвин), свидетельствует об общности происхождения: эмбрионы разных систематических групп имеют между собой гораздо больше сходства, чем взрослые формы тех же видов. В процессе онтогенеза вначале появляются признаки типа, затем класса, отряда и последними появляются признаки вида. Основные положения закона: В эмбриональном развитии эмбрионы жи вотных одного типа последовательно проходят стадии - зигота, бластула, га- струла, гистогенез, органогенез; эмбрионы в своем развитии переходят от более общих признаков к более частным; эмбрионы разных видов постепенно обо собляются друг от друга, приобретая индивидуальные черты. Немецкие ученые Ф.Мюллер (1864) и Э.Геккель (1866) независимо друг от друга сформулировали биогенетический закон, который был назван Законом Геккеля- Мюллера: зародыш в процессе индивидуального развития (онтогенеза) кратко повторяет историю развития вида (филогенез). Т.е. онтогенез - есть краткое повторение филогенеза. В дальнейшем было установлено, что в индивидуальном развитии повторяют^ ся признаки не взрослых стадий предков, а их эмбрионов. Например, у зародышей млекопитающих и рыб закладываются жаберные дуги, на основе которых у рыб развиваются жабры, а у млекопитающих - хрящи гортани и трахеи. Повторение структур, характерных для предков, в эмбриогенезе потомков было названо - рекапитуляциями. Примерами рекапитуляции являются: хорда, пять пар сосков, большое количество волосяных зачатков, хрящевой позвоночник, жаберные дуги, 6-7 зачатков пальцев, общие стадии развития кишечника, наличие клоаки, единство пищеварительной и дыхательной систем, филогенетическое развитие сердца и основных сосудов, жаберные щели, все стадии развития кишечной трубки, рекапитуляции в развитии почки (предпочка, первичная, вторичная), недифференцированные половые железы, половые железы в брюшной полости, парный мюллеров канал из которого образуется яйцевод, матка, влагалище; основные этапы филогенеза нервной системы (три мозговых пузыря). Рекапитулируют не только морфологические признаки, но и биохимические и физиологические - выделение зародышем аммиака, а на поздних стадиях развития - мочевой кислоты. Согласно сравнительно-эмбриологических данных на ранних стадиях эмбрионального развития у зародыша человека появляются признаки, характерные для типа Хордовые, позже формируются признаки подтипа Позвоночные, затем класса Млекопитающие, подкласса Плацентарные, отряда Приматы. IV. Сравнительно-анатомические Общий план строения тела. Гомологичные органы. Рудименты и атавизмы. Сравнительная анатомия изучает общность и различия в строении организмов. Первым убедительным доказательством единства органического мира явилось создание клеточной теории. Единый план строения: для всех хордовых характерно наличие осевого скелета - хорды, над хордой располагается нервная трубка, под хордой — пищеварительная трубка, на брюшной стороне - центральный кровеносный сосуд. Наличие гомологичных органов — органов, которые имеют общее происхождение и сходный план строения, но выполняющие разные функции. Гомологичными являются передние конечности крота и лягушки, крылья птиц, ласты тюленей, передние ноги лошади и руки человека. У человека, как у всех хордовых, органы и системы органов имеют сходное строение и выполняют сходные функции. Как и все млекопитающие человек имеет левую дугу аорты, постоянную температуру тела, диафрагму и др. Органы, которые имеют разное строение и происхождение, но выполняют одинаковые функции, называются аналогичными (напр., крыло бабочки и птицы). Для установления родства между организмами и доказательства эволюции аналогичные органы значения не имеют. Рудименты — неразвившиеся органы, которые в процессе эволюции утратили свое значение, но были у предков. Наличие рудиментов можно объяснить только тем, что у предков эти органы функционировали и были хорошо развиты, но в процессе эволюции утратили свое значение. У человека их насчитывается около 100: зуб мудрости, слабо развитый волосяной покров, мышцы, двигающие ушную раковину, копчик, ушные раковины, аппендикс, мужская маточка, мышцы, поднимающие волосы; рудименты голосовых мешков в области гортани; надбровные дуги; 12-пара ребер; зубы мудрости, эпикант, непостоянное количество копчиковых позвонков, плечеголовной ствол. Многие рудименты существуют только в эмбриональном периоде, а затем исчезают. Для рудиментов характерна вариабельность: от полного отсутствия до значительного развития, что имеет практическое значение для врача, особенно хирурга. Атавизмы — проявление у потомков признаков, свойственных отдаленным предкам. В отличие от рудиментов они являются отклонениями от нормы. Возможные причины формирования атавизмов: мутации регуляторных генов морфогенеза. Существуют три варианта атавизмов: недоразвитие органов, когда они были на этапе рекапитуляции - трех камерное сердце, «волчья пасть»; сохранение и дальнейшее развитие рекапитуляции, характерных для предков - сохранение правой дуги аорты; 3) нарушение перемещения органон в онтогенезе сердце в шейном отделе, неопущение яичек. Атавизмы могут быть нейтральные: сильное выступание клыков, сильное paj- витие мышц, двигающих ушной раковиной; а могут проявляться в пиле аномалий развития или уродств: гипертрихоз (повышенная волосатость), шейная фистула, диафрагм ал ьная грыжа, незаращение боталлова протока, отверстие в межжелудочковой перегородке. Многососковость, полимастия - увеличение количества молочных желез, несрастание остистых отростков позвонков (спиномозгоиая грыжа), хвостовой отдел позвоночника, полидактилия, плоскостопие, узкая грудная клетка, косолапость, высокое стояние лопатки, незаращение твердого неба - «волчья пасть», атавизмы зубной системы, раздвоенный язык, свищи шеи, укорочение кишки, сохранение клоаки (общее отверстие для прямой кишки и мочеполового отверстия), свищи между пищеводом и трахеей, недоразвитие и даже аплазия диафрагмы, двух камерное сердце, дефекты перегородок сердца, сохранение обеих дуг, сохранение боталлова протока, транспозиция сосудов (от правого желудочка отходит левая дуга, а от левого желудочка отходит правая дуга аорты), тазовое расположение почки, гермафродитизм, крипторхизм, двурогая матка, удвоение матки, неразвитая кора мозга (проэнцефалия), агирия (отсутствие извилин Сравнительно-анатомическое изучение организмов позволило выявить современные переходные форм. Например, первозвери (ехидна, утконос) имеют клоаку, откладывают яйца подобно пресмыкающимся, но вскармливают детенышей молоком, как млекопитающие. Изучение переходных форм позволяет установить родство между представителями разных систематических групп. V. Молекулярно-генетические доказательства Универсальность генетического кода. Сходство по белкам и нуклеотидным последовательностям 57 вопр Этапы эволюция приматов и человека В конце мезозойской эры около 65-75 млн. л.н., а по молекулярным часам 79- 116 млн. л.н., появляются древние примитивные насекомоядные млекопитающие. К основанию эволюционного ствола приматов, возможно, близки древесные землеройки - тупайи |