Процесс эволюционного формирования человека. Происхождение и эволюция человека
В Science , международная группа генетиков реконструирует эволюцию человека, происходившую не в каменном веке, а буквально в последние столетия.
Эволюция британцев затронула даже веснушки
Исследования, в ходе которых сравнивают ДНК множества людей, позволяют прослеживать эволюционные изменения, но до недавних пор это можно было делать с не очень высоким разрешением. Обычно эволюция видна на десятках тысячелетий, ведь изменение определенного участка ДНК - небыстрый процесс. Новые методы сравнения целых геномов позволяют изучать эволюцию на коротких интервалах времени и показывают, что естественный отбор менял облик человека даже в последние 500 лет.
Итак, исследователи обратились к базе данных проекта UK10K («10 тысяч британских ДНК») и взяли из нее 3195 геномов, чтобы выяснить, как эволюция изменила британцев за две-три тысячи лет (на протяжении жизни примерно 100 поколений). Анализу подверглись 4,5 миллиона точечных мутаций, встречающихся у современных жителей Великобритании с частотой более 5%.
Сравнивая то, с какой скоростью распространялись варианты генов, специалисты обнаружили ряд случаев быстрых изменений под действием естественного отбора.
Как генетики определяют, что имеют дело именно с отбором? Дело в том, что геном постоянно меняется - частоты генов варьируют под действием случайных процессов и скорость этих изменений известна. Но если генетики видят, что частота какого-то варианта меняется в 10 или в 100 раз быстрее - это уже явно не случайность.
Один из таких примеров - эволюция гена, отвечающего за синтез лактазы. Лактаза - фермент, который участвует в усвоении молочного сахара, без него мы бы не смогли пить молоко. Эволюция этого фермента - один из лучше всего изученных примеров эволюционных изменений у человека. У маленьких детей лактазы много, и они усваивают молоко безо всяких проблем. У взрослых млекопитающих ген лактазы отключается и синтез фермента прекращается - взрослому молоко ни к чему, поэтому попытка пить молоко приводит к диарее и другим желудочно-кишечным неприятностям. Но у некоторых человеческих популяций - у тех, где практиковалось молочное животноводство, - часто встречается мутация, позволяющая усваивать молоко в любом возрасте. Поскольку козы и коровы стали спутниками человека относительно недавно, неудивительно, что вариант гена лактазы, работающий у взрослых, быстро распространился у людей в последние тысячелетия. Исследование показало, что у жителей Британии это именно так.
Кроме того, исследователи обнаружили распространение аллелей, связанных с более светлой пигментацией. Нет, речь идет не о коже - видимо, светлокожесть уже стала повсеместной в Европе 2 тысячи лет назад - а о цвете волос и глаз, и даже об алеллях, отвечающих за появление веснушек.
Выше мы говорили о признаках, каждый из которых кодируется одним конкретным геном. Но большинство человеческих свойств регулируются не одним-двумя, а десятками или даже сотнями генов, распределенных по всему геному. Например, ученые выявили около 700 генов, влияющих на наш рост. Известно, что у северных европейцев чаще встречаются генетические варианты, связанные с высоким ростом, чем у жителей юга Европы. Новые методики позволили наблюдать и за такой мультигенной эволюцией, когда признак меняется в результате эволюции множества генов, изменения каждого из которых малозаметны - но в сумме они дают существенный эффект. Исследование показало, что за последние две-три тысячи лет естественный отбор привел к распространению среди британцев вариантов генов, связанных с более высоким ростом. С какими процессами это связано? Может, высокие британцы больше нравились женщинам и потому оставляли больше детей? Исследование не дает такого ответа, а лишь констатирует факт. Аналогично, ученые обнаружили распространение аллелей, связанных с увеличением окружности головы и веса младенцев, более поздним половым созреванием у женщин, и некоторые другие.
Итак, генетики показали, что вопреки популярному мнению, эволюция человека не прекратилась и естественный отбор продолжает работать. По крайней мере, работал последнюю тысячу лет.
Александр СоколовИзучая биологию животных, вы узнали, что человек относится к позвоночным животным и является представителем млекопитающих. Какие характерные признаки присущи этой группе? Кто из млекопитающих является ближайшим родственником человека?
Человек — представитель приматов
Человек относится к отряду Приматы, классу Млекопитающие. Приматы появились в Северной Америке еще во времена динозавров и распространились на другие континенты. А вот в Северной Америке они вымерли. Из современных приматов ближайшими родственниками человека являются представители человекообразных обезьян — шимпанзе и гориллы. Их последний общий предок накалипитек жил в Африке 9,9-9,8 млн лет назад. С предками шимпанзе предки человека разошлись еще позже — от 8 до 5 млн лет назад. Еще одни человекообразные обезьяны — орангутаны — живут в Азии и являются более отдаленными родственниками человека. К этой эволюционной линии относятся такие вымершие виды, как рамапитек и гигантопитек.
Ранние представители семейства Люди
Современный человек (Homo sapiens L.) является представителем отдельного семейства Люди (Hominidae). Эволюция этого семейства изучена очень хорошо. К ней относят 7 родов и около 30 видов. За исключением современного человека, все они являются вымершими.
Древнейшим представителем семейства является сахельантроп, живший около 6-7 млн лет назад. Не сильно от него отличались оро-рин и ардипитек (рис. 42.1), жившие 4-6 млн лет назад. все ранние представители семейства обитали только на территории Африки — главным образом на границе леса и саванны, хотя большую часть времени проводили в лесу и хорошо лазили по деревьям. Однако у них уже существовали определенные адаптации к прямохождению. Их можно считать первым этапом эволюции человека.
Австралопитеки и их потомки
Австралопитеки представляют следующий этап эволюции человека. Они уже хорошо приспособлены к жизни в саванне и прямохождению (рис. 42.2), но еще довольно много времени проводят на деревьях. Жили они 4-2,5 млн лет назад в Африке.
От австралопитеков отделились две эволюционные линии. Представители первой специализировались на потреблении растительной пищи и увеличении размеров тела.
В результате возникли парантропы (жили 2,5-0,9 млн лет назад) (рис. 42.3). Однако переход на вегетарианское питание привел к конкуренции парантропов с представителями копытных. выдержать эту конкуренцию они не смогли, из-за чего и вымерли.
Представители второй эволюционной линии остались всеядными и увеличили потребление мяса. Эта линия обусловила появление первых представителей рода Человек (Homo).
Род Человек
Род Человек сформировался примерно 2,4 млн лет назад в Африке. К его ранним представителям относятся, например, Человек умелый (Homo habilis) (рис. 42.4) и Человек работающий (Homo ergaster) (рис. 42.5). Человек умелый первым начал создавать каменные орудия. Потомок первых людей — Человек прямоходящий (Homo erectus)
(рис. 42.6) — жил уже не только в Африке, но и в Азии и на юге Европы.
Гейдельбергский человек (Homo heidelbergensis), который сменил Человека прямоходящего, тоже жил в Африке, Европе и Азии. в дальнейшем пути различных его популяций разошлись. Европейские популяции стали предками неандертальцев (рис. 42.7), азиатские — денисовцев, а африканские эволюционировали в Человека разумного (Homo sapiens).
Около 70-80 тыс. лет назад наши предки вышли из Африки и постепенно заселили все континенты. Другие виды этого рода вымерли. Но наши предки как минимум несколько раз с ними скрещивались, и небольшая доля их генов осталась и у нас.
Природные факторы в эволюции человека
Природные факторы существенно влияли на эволюцию человека. Еще во время жизни в лесах у наших предков усовершенствовалось цветовое зрение, поскольку так было легче находить спелые фрукты. Поэтому в структуре нашего глаза сейчас есть три типа колбочек (воспринимают синий, красный и зеленый цвета), а у большинства обезьян их два (воспринимают синий и красный).
Сам выход наших предков в саванну был вынужденным: площадь лесов в мире серьезно уменьшилась из-за оледенения (влага из атмосферы ушла на формирование ледников).
Социальные факторы в эволюции человека
Крайне важными для эволюции человека стали социальные факторы. Одинокий примат в саванне — это жертва. А вот у группы приматов есть неплохие шансы на выживание. Поэтому все приматы, перешедшие к жизни в саванне, существуют только в сравнительно крупных группах. Их социальность усилилась.
Но формы социальности у различных приматов отличаются. У павианов стая — очень жесткая структура с четкой иерархией. А вот у наших непосредственных предков такой строгой системы не было. Отношения между ними были более миролюбивыми, а иерархия — не такой жесткой. Это хорошо видно по развитию клыков. У всех приматов с высокой агрессивностью клыки развиты очень хорошо
(рис. 42.8). У человека они маленькие. Основой эволюционного успеха нашего вида явно была не агрессия.
После выхода из Африки значение социальных факторов еще более возросло. Успех вида определяли умение передавать опыт, обучать и обучаться, взаимодействовать в сложных ситуациях, развитие речи. Именно они и позволили нашему виду выжить.
К виду Человек прямоходящий (Homo erectus) относят останки, которые их первооткрыватели назвали питекантропом и синантропом. Эти древние люди жили на территории Азии.
Традиционно представителей Homo erectus называют архантропами, неандертальцев — палеоантропами, а ранних представителей нашего вида — неоантропами.
Человек является представителем отряда Приматы. Семейство Люди возникло на территории Африки примерно 7 млн лет назад. Около 2,5 млн лет назад сформировался род Человек, представители которого начали изготавливать сложные орудия труда. На эволюцию человека существенно влияли как природные, так и социальные факторы.
Проверьте свои знания
1. Какие из современных видов обезьян являются ближайшими родственниками человека? 2. Когда и где жили первые представители семейства Люди? 3. Какие особенности присущи австралопитекам? 4. Где сформировался вид Человек разумный? 5. Сравните представителей рода Человек и австралопитеков. 6*. Продолжается ли эволюция человека сейчас? Обоснуйте свою точку зрения.
Это материал учебника
Филогенетическое дерево человека разумного построено еще только в общих чертах. Основные этапы эволюции человека охарактеризованы в таблице:
| Антропоиды | Гоминиды | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Дриопитек | Австралопитековые (австралопитек) | Человек умелый | Древнейшие люди (питекантроп, синантроп) | Древние люди (неандерталец) | Новые люди (кроманьонец, человек) |
| Возраст, лет | |||||
| 18 млн | 5 млн | 2-3 млн | 2 млн — 200 тыс | 250-35 тыс | 50-40 тыс |
| Внешний вид | |||||
| Небольшие животные с округлым черепом, бинокулярным зрением, хорошо развитым головным мозгом; могут находиться в вертикальном положении | Масса до 50 кг, рост до 150 см, руки свободны, прямохождение | Фаланги пальцев сплющены, первый палец стопы не отведен в сторону | Рост около 160 см, массивный костяк, положение тела полусогнутое | Рост 155-165 см, коренастые люди, ходили несколько согнувшись | Рост около 180 см, физический тип современного человека |
| Объем мозга, см 3 | |||||
| — | 550-650 | 750 | 700-1200 | До 1400 | Около 1400 |
| Череп | |||||
| Череп близок по строению к черепу человекообразных обезьян | Массивные челюсти, небольшие резцы и клыки | Зубы человеческого типа | Кости черепа массивные, лоб покатый, надбровные валики выражены | Скошенные лоб и затылок, большой надглазничный валик, подбородочный выступ развит слабо | Мозговой череп преобладает над лицевым, сплошной надглазничный валик отсутствует, подбородочный выступ хорошо развит |
| Орудия труда | |||||
| Манипуляция с окружающими предметами | Систематическое использование естественных предметов | Изготовление примитивных орудий труда | Изготовление хорошо выделанных каменных орудий труда | Изготовление разнообразных каменных орудий труда | Изготовление сложных орудий труда и механизмов |
| Образ жизни | |||||
| Стадный образ жизни | Стадный образ жизни, охота, собирательство | Кооперирование во время охоты и групповая защита | Общественный образ жизни, поддержание огня, примитивная речь | Коллективная деятельность, забота о ближних, развитая речь | Настоящая речь, абстрактное мышление, развитие сельского и промышленного хозяйства, техники, науки, искусства |
По современным данным палеонтологии, предшественниками человека являются древние примитивные насекомоядные млекопитающие, давшие начало парапитекам.
Парапитеки появились около 35 млн лет назад. Это были древесные обезьяны, от которых произошли современные гиббоны, орангутаны и дриопитеки.
Дриопитеки возникли около 18 млн лет назад. Это были полудревесные, полуназемные обезьяны, которые дали начало современным гориллам, шимпанзе и австралопитекам.
Австралопитеки появились около 5 млн лет назад в безлесных степях Африки. Это были высокоразвитые обезьяны, которые передвигались на двух задних конечностях в полувыпрямленном положении. Их рост составлял 120-150 см, масса тела — 20-50 кг, объем мозга — около 600 см 3 . Освободившимися передними конечностями они могли брать палки, камни, другие предметы и использовать их для охоты и защиты от врагов. Изготовление орудий труда австралопитеками не установлено. Жили группами, употребляли как растительную, так и животную пищу. Австралопитеки, возможно, дали начало Человеку умелому. Этот вопрос остается дискуссионным.
Человек умелый сформировался 2-3 млн лет назад. Морфологически он мало отличался от австралопитеков, но именно на этой стадии произошло превращение обезьяны в человека, поскольку Человек умелый изготовил первые примитивные орудий труда. С этого момента изменились условия существования предков человека, в результате чего преимущества в выживании получили особи с признаками, способствующими прямохождению, способности к трудовой деятельности, совершенствованию верхних конечностей и познавательной активности мозга. Человека умелого считают предком архантропов.
Древнейшие люди (архантропы)
К ним относят, в частности, питекантропа и синантропа, принадлежащих в одному виду — Человек прямоходящий . Останки питекантропа были обнаружены в 1891 г. на острове Ява; останки синантропа — в 1927 г. в пещере близ Пекина. Питекантропы и синантропы были более схожи с австралопитеками, чем с современными людьми. Они имели рост до 160 см, объем мозга — 700-1200 см 3 . Они жили 2 млн — 200 тыс. лет назад, преимущественно в пещерах и вели стадный образ жизни. Изготавливаемые ими орудия труда были более разнообразны и совершенны, чем у Человека умелого. Считают, что у них были зачатки речи. Они пользовались огнем, что делало пищу легче усвояемой, защищало от хищников и холода, способствовало расширению ареала.
Древние люди (палеоантропы)
К ним относят неандертальцев . Впервые их останки найдены в долине р. Неандерталь в Германии в 1856 г. Неандертальцы были широко расселены в Европе, Африке и Азии в ледниковую эпоху 250-35 тыс. лет назад. Объем их мозга достигал 1400 см 3 . У них еще сохранились надбровные валики, относительно низкий лоб, массивная нижняя челюсть с зачатком подбородочного выступа. Они жили в пещерах группами по 50-100 человек, умели добывать и поддерживать огонь, питались растительной и животной пищей, изготавливали разнообразные каменные, костяные и деревянные орудия труда (ножи, скребки, рубила, палки и т.п.). У них существовало разделение труда: мужчины охотились, изготавливали орудия труда, женщины обрабатывали туши животных, собирали съедобные растения.
Современные люди (неоантропы)
Неандертальцев сменили люди современного физического типа — кроманьонцы — первые представители вида Человек разумный. Они появились около 50-40 тыс. лет назад. Некоторое время палеоантропы и неоантропы существовали совместно, но затем неандертальцы были вытеснены кроманьонцами. Кроманьонцы обладали всеми физическими особенностями ныне живущих людей: высокий рост (до 180 см), большой объем головного мозга (около 1400 см 3), высокий лоб, сглаженные надбровные валики, развитый подбородочный выступ. Последний указывает на развитую членораздельную речь. Кроманьонцы строили жилища, делали одежду из шкур, сшитых костяными иглами, изготавливали изделия из рога, кости, кремня и украшали их резьбой. Кроманьонцы научились шлифовать, сверлить, знали гончарное дело. Они жили родовыми общинами, приручали животных, занимались земледелием. У них появились зачатки религии и культуры.
Люди не перестали эволюционировать, хотя нашей цивилизации не так уж много лет, чтобы мы смогли увидеть какие-то сильные изменения. И всё же некоторые изменения в людях можно предугадать. В этой подборке собраны десять больших изменений, которые, скорее всего, произойдут в ближайшие 200000 лет, если цивилизация продолжит двигаться по теперешнему пути.
10. Моноэтничность
Мультикультурализм является основой современного общества. Будет неудивительно, если при дальнейшем смешении культур, люди в итоге эволюционируют в один повсеместный этнос. Смешанные браки уже давно не являются чем-то из ряда вон выходящим, из-за чего люди постепенно будут терять свои отличительные этнические черты, перенимая характеристики народов из разных уголков планеты. По крайней мере, тем или иным способом, в будущем расизм уже не будет проблемой.
9. Ослабление иммунной системы
С усилением зависимости человека от лекарств, можно ожидать, что иммунная система человека будет постепенно ослабляться. Хорошим объяснением этого является пример гормонов: в будущем, при помощи добавок, человек сможет регулировать свой гормональный фон, чтобы улучшить своё самочувствие. Со временем тело человека станет зависеть от дополнительных гормонов, пока эта зависимость не достигнет того уровня, когда тело перестанет выделять эти гормоны, полностью рассчитывая на получение гормонов извне. Процессы в теле, отвечающие за выработку гормонов, станут менее важными для выживания, так как благодаря добавкам, у тела всегда будет необходимое количество гормонов.
После нескольких десятков тысяч лет такого образа жизни, организм человека, вероятно, полностью потеряет возможность вырабатывать гормоны за ненадобностью. Если развить этот пример далее: многие функции организма могут стать ненужными с увеличением зависимости человека от внешней помощи. Зачем организму сильная иммунная система, если все патогены истребляются лекарствами? Это ещё один недостаток бездумного принятия лекарственных средств для борьбы даже с лёгкими заболеваниями.
8. Мышечная атрофия
Есть две причины возможности постепенного ослабления физического аспекта человеческого организма. Первой причиной является перенос "грязного" (но улучшающего наши мышцы) труда на технические приспособления. Чем меньше каждое поколение будет зависеть от физической силы, тем более вероятно, что наш вид в целом будет становиться слабее.
Вторая причина возможного развития мышечной атрофии звучит намного приятней - "переезд" человечества в космос. При таком сценарии физическая сила перестанет быть нужна в повседневных занятиях. Если человечество отправится в слишком долгий космический полёт, то постепенно мышечная масса людей сильно уменьшится. Многие слышали, что космонавты, возвращающиеся на землю после долгого нахождения в космосе, заметно теряют мышечную массу. Будущие поколения должны будут учесть этот факт, если не хотят оказаться неспособными самостоятельно передвигаться, как люди из мультфильма ВАЛЛ-И.
7. 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 питательных веществ доступных человеку. Голод сильно мешал тем, кто пытался вырасти повыше, но сейчас в некоторых частях мира проблема голода уже не стоит так остро.
Чем больше ребёнок может скушать, тем больше у него/неё есть энергии для роста. До тех пор, пока люди имеют возможность кушать больше чем им надо, наш вид будет становиться выше. Только время и эволюция покажут каков предел роста человека.
6. 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. Женщины, в частности, часто считаются более привлекательными, если у них отсутствуют волосяной покров некоторых частей тела. Если отсутствие волос предоставляет особи преимущество в сексуальной привлекательности, то со временем женщины могут эволюционировать таким образом, что нежелательные волосы будут полностью отсутствовать на их телах. Подобное можно сказать и про мужчин, по крайней мере, в плане волос на теле, но так как общество не требует от мужчин полного отсутствия волос, то и изменение менее вероятно.
5. Перераспределение функций мозга
Технология уже повлияла на то, как действует наша память. Мозг человека стремится к максимальной эффективности, из-за чего он предпочитает помнить, где можно найти некоторую информацию, нежели запоминать саму информацию. Намного легче запомнить куда ты положил книгу с необходимыми фактами, чем помнить всю книгу целиком, а в эпоху интернета эта особенность мозга стала ещё более важной. Как часто вы пытались что-то вспомнить, но потом решили просто найти это в интернете? Таким образом мозг запоминает, где можно найти информацию - в интернете, на Википедии, через Гугл и так далее. С развитием технологий, наши мозги адаптируются к большей эффективности, что возможно окажет пагубное влияние на память.
4. Уменьшение размера зубов
Самым явным изменением в наших челюстях будет отсутствие зубов мудрости, которые не нужны современному человеку, и которые уже достаточно редко встречаются среди некоторых народов. Помимо этого мы можем ожидать и уменьшения размеров наших зубов. На протяжении всей эволюции человека наблюдается процесс уменьшения зубов. Как показывают исследования, за последние 100000 лет зубы человека уменьшились в своих размерах в два раза. Челюсти человека также уменьшились, так как им не приходится более поддерживать огромные клыки. Можно смело утверждать, что размеры зубов и дальше будут уменьшаться.
3. Меньше пальцев ног
До того, как люди стали прямоходящими, пальцы на ногах использовались для хватания, также как и руки. С тех пор как люди стали больше ходить, нежели лазать, пальцы на ногах стали уменьшаться в размерах. Теперь наши ноги неспособны ухватиться даже за маленькие ветки, и эволюция почти избавила нас от мизинцев на ногах.
Если другие пальцы ног, особенно большой, служат для ходьбы и поддержания устойчивости, маленькие пальцы не имеют какой-либо функции, и люди не заметили бы исчезновение мизинца. По этой причине, а также из-за проблем от его бесполезного существования (удар о любой выступающий объект и натирание во время ходьбы), можно ожидать, что люди будущего будут иметь только четыре пальца на ногах. Мы будем не первым примером сокращения числа пальцев во время эволюции, например у лошадей ранее было больше двух пальцев.
2. Увеличение/Уменьшение объёма черепа
Существует два мнения по поводу изменения размеров черепа. Мнение об уменьшении размера черепа, поддерживаемое многими учёными, обуславливается тем, что голова человека уже не может стать больше. Почему? Те, кто рожал, скажут вам, что голова ребёнка, мягко говоря, уже достаточно большая. По этой причине, многие биологи считают, что увеличение размеров головы сделало бы роды невозможными, а значит, эволюционный процесс быстро бы отреагировал на это. Большая голова с большей вероятностью повлечёт за собой смерть или травму матери. Учитывая эти аргументы, кажется неизбежным сохранение или даже уменьшение размеров головы со временем.
С другой стороны, не учитывается тот факт, что Кесарево сечение может способствовать выживанию большеголовых детей. Более того, некоторые считают, что со временем Кесарево сечение станет намного безопасней, чем естественные роды. Это может привести к тому, что дети с маленькой головой, родившиеся естественно, будут иметь меньше шансов выжить, чем родившиеся при помощи Кесарева сечения.
Впрочем, такая зависимость может быть опасна для людей. Если большеголовые люди потеряют возможность проводить Кесарево сечение, им грозит быстрое вымирание.
1. Самоулучшение
Человечество может со временем развить технологию, позволяющую самостоятельно проводить эволюционные процессы. Будь это буквальное самоулучшение (бионические органы, например) или выбор родителями генов для своего будущего ребёнка, это самый вероятный путь эволюции людей в ближайшем будущем. Если выбор генов будет разрешён правительствами, это может привести к буму «совершенных детей», у которых будут отсутствовать всякие недостатки и нежелательные характеристики. Это могло бы помочь человечеству избавиться от большинства негативных качеств.
По противникам Дарвина нанесен очередной удар. Биологи нашли новое доказательство того, что эволюция человека продолжается
Через пару лет каждый шестнадцатый житель американского города Фрамингхем окажется в клинике. Туда их будут настойчиво звать сами врачи. Сначала они пришлют горожанам вежливые письма с приглашениями. Затем станут звонить на домашний телефон. В итоге, надеются медики, на подробный медицинский осмотр придут 4000 из 60 000 жителей городка. Их будут измерять и взвешивать, делать им анализы крови и заставлять заполнять длинные анкеты. В Фрамингхеме к этому давно привыкли.
Еще в 1948 году здесь началось масштабное медицинское исследование - ученые пригласили для участия в эксперименте 5000 человек самого разного возраста. Добровольцев осматривали каждые два года, а в 1971 году исследователи переключились на их детей. Сейчас врачи работают уже с третьим поколением волонтеров. 100 участников эксперимента послужили науке и после смерти - они завещали свой мозг нейрофизиологам.
Результаты всех исследований поступают в единую базу данных. С ее помощью ученые пытаются разобраться, в какой степени склонность к различным заболеваниям передается по наследству. А совсем недавно знаменитый эксперимент привлек внимание ученых из другой области биологии. Стивен Стирнс из Йельского университета изучил, как изменялись его участники в поколениях. Ему удалось доказать: в современной популяции людей до сих пор происходит самая настоящая эволюция.
Многие ученые считают, что человек давно перестал изменяться. Семь лет назад знаменитый британский генетик Стив Джонс отправил на кладбище всех несогласных с этим тезисом. «Посмотрите на старые викторианские надгробья. Сразу увидите, сколько людей тогда умирало в раннем детстве», - говорил Джонс журналистам, перед тем как выступить на семинаре по эволюционной теории. Успехи современной медицины, объяснял он, поставили крест на эволюции человека: носители неблагоприятных генов теперь не только доживают до старости, но и оставляют потомство - какой уж тут естественный отбор. Стивен Стирнс убедительно опровергает своего британского тезку.
Исследователь сравнил результаты медицинских осмотров 5000 жителей Фрамингхема разных поколений. Он интересовался исключительно женщинами - просто потому, что за их состоянием врачи наблюдали с особым вниманием. Каждую участницу эксперимента обследовали не менее девяти раз.
Стирнсу удалось обнаружить любопытную закономерность - дочери заметно отличались от своих матерей по целому ряду показателей. В первую очередь в глаза ученому бросилась разница в пропорциях. В среднем дочери оказывались немного более грузными, чем их матери. Речь шла не об ожирении, а о незначительном увеличении жировой прослойки. Зато артериальное давление и уровень холестерина в крови дочерей были ниже, чем у родительниц. Этими простыми показателями разница между поколениями не ограничивалась. Представительницы младшего поколения дольше сохраняли способность к размножению - менопауза у них наступала позже. Все различия между матерями и дочерьми были не очень велики - какие-то доли процента. Однако Стирнс доказал, что все его наблюдения статистически достоверны.
Среди участниц эксперимента были женщины самого разного происхождения - с английскими, ирландскими, итальянскими и французскими корнями. Все они попадали под обнаруженную биологом закономерность. Исследователь принял во внимание и возможные социальные различия между добровольцами. На медицинские показатели все это влияло очень слабо.
Наконец, разницу между поколениями могло бы объяснить вмешательство медицины - на результаты осмотра не могли не влиять принимаемые женщинами препараты. В первую очередь это сильные гормональные средства. Биолог опроверг и эту версию - во время эксперимента женщины отчитывались о гормональных препаратах, которые они принимали. Стирнс изучил их список и пришел к выводу, что никакого влияния они не оказывали.
Теперь Стирнс утверждает, что его наблюдения отражают не что иное, как ход эволюции. За многие годы эксперимента в популяции современных людей шел естественный отбор, говорит он. А разница между поколениями - результат изменений в генотипе. «Не нужно думать о естественном отборе слишком категорично, - говорит Стирнс. - Для того чтобы определенные гены получили распространение в популяции, они не обязательно должны прямо влиять на выживаемость их обладателей». Вполне достаточного того, что люди с определенным генотипом будут в среднем иметь больше потомства. Свои рассуждения биолог подкрепляет статистикой. Например, незначительное повышение веса у дочерей по сравнению с матерями коррелировало с ростом количества детей.
«Известно, что гормональный статус сильно зависит от уровня жира, - рассуждает Стирнс. - Изменения этого параметра вполне могут влиять на репродуктивную способность». На количество детей не мог не повлиять еще один фактор - более поздняя менопауза. По словам биолога, отбор женщин по этим признакам идет уже не одно поколение и его исследование охватывает всего лишь незначительный этап такой эволюции. Однако нельзя сказать, что она идет так уж медленно. «С таким же темпом изменяются признаки в популяциях некоторых видов рыб», - говорит Стирнс. Он приводит в пример чавычу - один из самых крупных видов лососевых. На рыб, понятное дело, действует самый настоящий естественный отбор.
Биолог построил математическую модель, способную дать прогноз человеческой эволюции на много лет вперед. Если все будет идти так и дальше, через 300 лет вес ведущей здоровый образ жизни женщины увеличится примерно на 2%, зато менопауза в среднем будет наступать почти на год позже.
«Эта работа - весомый аргумент в пользу того, что в современной популяции продолжается отбор», - рассуждает в своем блоге известный ученый и борец с креационизмом Джерри Койн. Комментарии к этой записи почти целиком состоят из специальных терминов и ссылок на публикации - новость обсуждают профессиональные биологи. Профессор Гарвардской медицинской школы Шамиль Сюняев в восторге от новой работы: «Никому еще не удавалось проследить за изменениями человеческого организма за такой небольшой для эволюции срок». Правда, по его словам, окончательно доказать наличие эволюции в современном обществе может только масштабный генетический анализ.
Возможно, скоро это произойдет. Такими наблюдениями занимаются все больше ученых. И уже сейчас с помощью этих исследований удается доказать, что эволюция человека происходила еще совсем недавно. В 2007 году международная группа генетиков под руководством Леены Пелтонен из Университета Хельсинки провела масштабное сравнение геномов представителей самых разных национальностей. Ученые искали особые формы генов, отвечающих за нормальное усвоение лактозы. Этот содержащийся в молоке углевод способен вызвать у некоторых людей серьезное расстройство желудка.
После первых пяти лет жизни организм начинает терять способность усваивать это вещество. Насколько быстро это происходит - зависит от генов. Реже всего непереносимость лактозы встречается у населения Европы. А вот жителям Азии не повезло. Почти все они страдают от этого врожденного недостатка. Об этом можно прочесть в любом учебнике биологии.
Европейцы начали употреблять молоко почти 10 000 лет назад. В то время устойчивость к лактозе была не очень распространена в популяции. Со временем варианты генов, позволяющие пить молоко без проблем, вышли на первый план - на них действовал отбор. Группа Пелтонен доказала, что с классическим школьным примером все не так просто. Ученые обнаружили в генотипе жителей Южной Италии и Басконии ранее не описанные варианты генов, определяющих устойчивость к лактозе. Эти гены не были похожи друг на друга, но кое-что их объединяло - анализ показал, что они возникли всего 1500 лет назад. Для эволюции это ничтожно малый срок.
