Ludzkość żyje na Ziemi od około 300 milionów lat, nieustannie się zmieniając przez cały okres swojego istnienia. Ludzie żyjący dziś na Ziemi, przedstawiciele gatunku Homo sapiens, pojawili się stosunkowo niedawno - między 200 a 50 tys. Lat temu. W przeciwieństwie do innych humanoidalnych naczelnych, wyszły z afrykańskiej dżungli na sawannę na dwóch nogach, nauczyły się mówić, wytwarzać narzędzia i organizować swoje życie.
O tym, dlaczego w procesie ewolucji człowiek powstał, mimo że jest to nienaturalne w warunkach naszej planety, jak zmieni się organizm ludzki w warunkach życia na Marsie, jakie przemiany czekają go w przyszłości i dlaczego inne planety nie są już kolonizowane przez ludzi, w wywiadzie Korespondentka RIA Novosti Irina Alshaeva w przededniu stulecia Wydziału Antropologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Moskiewskiego. Łomonosowowi powiedział profesor nadzwyczajny Wydziału Antropologii, kandydat nauk biologicznych Stanisław Drobyshevsky. - Jakie fakty naukowe potwierdzają poprawność zapisów pracy „O pochodzeniu gatunków” twórcy teorii ewolucji Karola Darwina? Czy współczesne środowisko naukowe zgadza się z jego wnioskami, czy też są przeciwnicy tez wysuwanych przez Darwina?
- Nie ma naukowców, którzy dyskutowaliby z teorią Darwina. Jednak teoria Darwina i współczesna teoria ewolucji to nie to samo. Darwin wyraził swoje przypuszczenia dotyczące ewolucyjnego rozwoju gatunków w połowie XIX wieku; do połowy XX wieku jego teoria przekształciła się w teorię syntetyczną. Minęło 70 lat od połowy XX wieku, teoria darwinowska rozwija się, a naukowcy dokonują nowych odkryć.
Podstawowym założeniem teorii Darwina jest koncepcja doboru naturalnego. Następnie dodał do tego teorię doboru płciowego. Selekcja w rozumieniu Darwina polegała na zróżnicowanym przeniesieniu cech jednostek na następne pokolenie. Nie mówił nic o genach, bo czegoś takiego jeszcze nie było.
XX wieku pojawiła się genetyka populacyjna, a następnie genetyka molekularna. W latach 50. i 60. ubiegłego wieku naukowcy zorientowali się, jak działają geny. Wtedy stało się jasne, co dokładnie jest przekazywane z pokolenia na pokolenie - przekazywane są warianty struktury DNA.
Później koncepcja ta stała się bardziej skomplikowana, ale jej istota pozostała taka sama - wszystkie żywe istoty mają informacje dziedziczne, zmienia się i jest przekazywana następnemu pokoleniu z większym lub mniejszym prawdopodobieństwem, w zależności od adekwatności środowiska, a czasem przypadkowo. W rezultacie po długim czasie potomkowie są tak fundamentalnie różni od przodków, że nazywamy ich innymi gatunkami, rodzajami i rodzinami.
Żaden biolog nie dyskutuje dziś z żadnym z etapów tego łańcucha. Kontrowersje dotyczą super części. Naukowcy spierają się na przykład o to, co jest ważniejsze w ewolucji - przypadek czy wzór. Ale te spory nie dotyczą ogólnej koncepcji, ale konkretnych sytuacji.
W latach 60. ubiegłego wieku genetyk Teodozjusz Dobrzhansky powiedział, że „nic w biologii nie ma sensu poza teorią ewolucji”. Rzeczywiście, bez mocy wiążącej, wszystkie fakty biologiczne zamieniają się w zbiór faktów i nic więcej. Dopiero teoria ewolucji wyjaśnia logikę i przyczyny zachodzących zmian w rozwoju gatunków.
Jaka jest w tym kontekście wartość predykcyjna teorii ewolucji? W jaki sposób wiedza o jej procesach może być w przyszłości zastosowana przez naukowców?
Film promocyjny:
- Wartość predykcyjna teorii ewolucji polega na tym, że jeśli wiemy, jak przebiegały procesy biologiczne w przeszłości i co do tego doprowadziło, możemy przewidzieć, co wydarzy się w przyszłości. Dobrym przykładem jest wykorzystanie tej wiedzy w procesie uprawy nowych odmian roślin rolniczych. Ale przede wszystkim ta wiedza jest potrzebna do pracy w dziedzinie inżynierii genetycznej, która jest przyszłością ludzkości. Inżynieria genetyczna pozwala nam „przesunąć” niezbędne geny i uzyskać właściwości osobnika, których potrzebujemy, i to nie w przyszłości, ale znacznie szybciej.
Naukowcy nauczyli się modyfikować uprawy i żywność na poziomie genetycznym. Następnym krokiem jest modyfikacja genetyczna samej osoby. Obecnie na całym świecie takie eksperymenty są zakazane, ale chińscy naukowcy ogłosili narodziny dziecka, którego genom został zmodyfikowany w taki sposób, że nie może zachorować na AIDS.
To zdecydowanie przełom naukowy. Ale problem z takimi manipulacjami ludzkim genomem polega na tym, że organizacje publiczne, zwłaszcza religijne, opierają się tym eksperymentom. Ale pomimo tych protestów inżynieria genetyczna stanie się częścią naszego życia w najbliższej przyszłości. W końcu ludzkość stawia sobie za cel przetrwanie, a przy niekontrolowanej reprodukcji i wyczerpywaniu się zasobów naturalnych jest to niemożliwe.
Antropolog Stanislav Drobyshevsky demonstruje odlew czaszki Homo naledi w porównaniu z ludzką czaszką. Zdjęcie archiwalne. RIA Novosti / Sergei Pyatakov.
Jesteśmy już w stanie bliskim wymarcia, użyteczne zasoby Ziemi spadają na ujemne terytorium, szczyt wydobycia węgla i ropy już minął. Problem światowej populacji można rozwiązać na różne sposoby, w tym za pomocą inżynierii genetycznej. Oczywiste jest, że zostanie wykorzystany.
W przeciwnym razie ludzkość ponownie odnajdzie się w średniowieczu. W ciągu następnych 300 lat ludzkość będzie spalać cały węgiel i ropę oraz ulegać degradacji. W trybie średniowiecza będzie mógł istnieć w nieskończoność, ale długość życia skróci się do 30 lat, a jego poziom gwałtownie spadnie. Ale na przykład niewiele osób będzie miało problemy z układem sercowo-naczyniowym, ponieważ ludzie po prostu nie będą w stanie przetrwać do wieku chorób z nim związanych.
Jakie rodzaje żywych organizmów przechodzą od prostych organizmów do ludzi? Ile zbadano jego ewolucyjny łańcuch?
- Wszystkie te formy przejściowe to paleontologia. Wszystkie stworzenia kopalne są albo ślepą uliczką - jeśli wymarły, albo urodziły potomków, którzy żyją teraz. Każde stworzenie kopalne jest pośrednim ogniwem łączącym naszych przodków z nami. W tej chwili znaleziono wszystkie formy przejściowe od pierwszych akordów do ludzi.
Oczywiście są okresy, w których nie ma lub jest niewiele znalezisk paleontologicznych, ponieważ nie wszystkie warstwy geologiczne przetrwały i nie wszystkie zwierzęta, ale główne stadia zostały odkryte.
Ewolucja człowieka została zbadana lepiej niż ewolucja innych stworzeń. Jest subtelny punkt - naukowcy na ogół rozumieją, z jakich grup ssaków mezozoicznych wyrosły naczelne, ale z jakiego gatunku nie jest jasne. Znane są grupy przodków współczesnego człowieka - są to prymitywne łożyskowce.
Na przykład z pikaji (prymitywnego zwierzęcia strunowca, jego skamieniałości znaleziono w osadach środkowego kambru sprzed 530 milionów lat w łupkach z Burgess (Kanada) - przyp. Red.). Po drodze było milion gałęzi, w tym sekwencja do desmana lub wozu. Okazuje się, że np. Czerpak jest bliżej jaszczurki, a mężczyzna bliżej desmana, ale zarówno mężczyzna, jak i czerpak mają wielu przodków z tego lancetu.
Na jakim etapie ewolucji jest dziś rozwój człowieka jako gatunku biologicznego? Jakie narządy i układy ludzkiego ciała zniknęły w procesie ewolucji, co się pojawia?
- Człowiek jest dopiero na kolejnym etapie ewolucji, skończy się to jego zniknięciem. Teraz jesteśmy rodzajem stadium gatunkowego, jak na przykład australopiteki cztery miliony lat temu. Wtedy były zwieńczeniem stworzenia hominidów, ale teraz są etapem pośrednim. Jesteśmy też takim etapem między człowiekiem z Heidelbergu, który żył w Europie 700-345 tysięcy lat temu, a ludźmi przyszłości.
My, w porównaniu z naszymi przodkami, straciliśmy wiele w naszej budowie anatomicznej, ale pytanie brzmi - w porównaniu z jakim przodkami? W przypadku ryb człowiek stracił skrzela, chociaż nasz mięsień czworoboczny jest mięśniem skrzelowym. W porównaniu z pierwszymi naczelnymi ludzie stracili ogon, ale mamy kość ogonową - każdy człowiek ma cztery kręgi, które kończą się w kręgosłupie. Są też mięśnie ogona, teoretycznie można nimi nawet poruszać.
Czaszka mężczyzny z Heidelbergu, który żył w Europie 700-345 tysięcy lat temu, znajduje się na Wydziale Antropologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Moskiewskiego. Lomonosov.
Naszym głównym nabytkiem jest duży mózg, którego obecnie mamy więcej niż którykolwiek z naszych przodków, z wyjątkiem neandertalczyków i Cro-Magnon. W ciągu ostatnich siedmiu milionów lat rozmiar ludzkiego mózgu wzrósł 4,5 razy - z 300 do 13500 centymetrów sześciennych. Ale w ciągu ostatnich 25 tysięcy lat zmniejszył się o 5%. Mózg zmienia się w tempie 1 kilograma na siedem milionów lat, czyli 140 gramów na milion lat. Podczas istnienia sapiens mózg wysycha - 3 gramy na tysiąc lat, czyli 20 razy szybciej niż poprzedni wzrost.
Uzyskaliśmy duże rozmiary ciała - w przeszłości nie było nikogo większego od nas od naczelnych. W ciągu ostatnich siedmiu milionów lat rozmiar ludzkiego ciała zwiększył się około półtora do dwóch razy - z 1 do 1,7 metra. Uzyskaliśmy również chwytną rękę, ale straciliśmy chwytającą stopę jak u naczelnych. U osoby doszło do kompleksu wyprostowanego chodzenia z towarzyszącymi problemami z kręgosłupem i jamą brzuszną - ponieważ ciało nagle zmieniło pozycję z poziomej na pionową, mięśnie i kości uległy niekorzystnej rearanżacji.
Więc jaki jest powód tak nielogicznej ludzkiej potrzeby wyprostowanego chodzenia?
- Człowiek stał wyprostowany przez trzy miliony lat. Między 15 a 10 milionami lat temu nasi przodkowie przeszli na pionowe wspinanie się po drzewach. Zaczęli poruszać się po gałęziach w pozycji wyprostowanej, ponieważ wcześniej były wielkie koty, które zepsuły życie ich przodkom.
Uciekające przed nimi małpy zaczęły szybciej skakać, a ich ogon wydłużył się. I wielkie małpy człekokształtne powiększyły się. Stali się ciężsi i nie mogli skakać - dlatego stracili ogon. Przy dużej masie ciała poruszanie się po gałęziach na czworakach było niewygodne. Jest to wygodne - w takim przypadku oprzyj kończyny dolne na gałęziach i trzymaj się ich kończynami górnymi. W ten sposób ciała naszych przodków zostały ponownie sformatowane do pozycji pionowej, gdy byli jeszcze na drzewach.
Potem, między 10 a 7 milionami lat temu, kiedy lasy w Afryce zamieniły się w sawanny, małpy człekokształtne prawie zniknęły, a ci, którzy pozostali, udali się na sawannę. Ale tutaj znowu nie mówimy o konkretnej małpie - mówimy o łańcuchu gatunków, które wypłynęły na otwarte terytoria przez trzy miliony lat.
Nawiasem mówiąc, człowiek chodzi na dwóch nogach przez około cztery miliony lat, chodzenie i dostosowywanie się do niego to różne rzeczy. Nadal chodzimy niepewnie na dwóch nogach. Upadamy, ale w naturze - u innych gatunków - tak nie jest. Ale wspinanie się w pionie zmieniło nasze ciało, więc powrót do pozycji poziomej byłby większym problemem niż pozostanie na dwóch nogach. To był plus dla naszych przodków mieszkających w Afryce. Zmniejszył się obszar rozgrzewania ich ciała, pojawiła się przewaga psychologiczna nad drapieżnikami i mogli zacząć angażować się w czynności narzędziowe - tworzenie narzędzi.
Jeśli przodkowie człowieka zaczęli tworzyć narzędzia, oznacza to, że mają aktywność umysłową, która wiąże się z rozwojem mowy. Jak ewoluował mózg, na przykład jego centrum mowy?
- Nasze centrum mowy jest dziedziczne, te geny zostały dziś wyizolowane, ale połowa z nich jest nieznana nauce. Aparat mowy jest połączony nie tylko z mózgiem, ale obejmuje również krtań, kręgosłup, żuchwę i kość skroniową. Ponadto nie wystarczy mówić - trzeba słyszeć mowę, dlatego rozwój ośrodka mowy u ludzi pociągał za sobą rozwój narządów słuchu. Zmiany te obserwuje się w szczątkach kopalnych. Aparat mowy zaczyna się formować w habilisie - fachowiec (Homo habilis - red.). Istnieje duży problem z badaniem mózgu naszych przodków, ponieważ mózg oczywiście nie jest zachowany. Jednak badania tego narządu prowadzone są na odlewach z wewnętrznej powierzchni czaszki. Ukazują relief w miejscu, w którym znajduje się centrum mowy współczesnego człowieka. Australopithecus go nie miał, Habilis ma,sapiens wygładza się, ponieważ zwiększa się ich płat czołowy - to znaczy zaczęli nie tylko mówić, ale także myśleć. Wniosek jest jednoznaczny - zarówno mózg, jak i zdolność mówienia o naszych przodkach ewoluowały jednoznacznie.
Jak zmieni się osoba w warunkach kolonizacji, na przykład Marsa?
- Zależy to od tego, jakie warunki początkowe zamieszkania ludzie mogą tam stworzyć. Jeśli jakimś cudem uda im się odtworzyć dokładnie te ziemskie na Marsie, to osoba ta niewiele się zmieni. Jednak mutacje są nieuniknione. W warunkach całkowitej izolacji od Ziemi ludzie, którzy utworzą kolonię na Marsie, będą mogli przekształcić się w nowy gatunek - Marsjan. Ale najprawdopodobniej nie będzie możliwe odtworzenie całkowicie ziemskich warunków życia na innej planecie. Wtedy zmiany w ludzkim ciele będą zależały od warunków panujących na planecie - promieniowania, grawitacji, pól magnetycznych.
Aby jednak Ziemianie całkowicie zmienili się w Marsjan, zmiany genetyczne muszą kumulować się przez pokolenia, a ludzie muszą tam żyć przez bardzo długi czas. Mamy pokolenie trwające 25 lat, a zatem potrzeba tysięcy lat życia populacji na Marsie. Wiadomo, że rasy powstają w ciągu czterech tysięcy lat - czyli tyle potrzeba, aby przodkowie różniły się od potomków. Na poziomie gatunku zajmie to od 50 000 do 200 000 lat. Dlatego konieczne jest, aby ci ludzie żyli na Marsie przez 50 tysięcy lat bez kontaktu z Ziemianami.
Trudno sobie wyobrazić, że przez tysiące lat ludzie na innej planecie żyli w całkowitej izolacji od Ziemi iz powodzeniem rozmnażali się. Jeśli chodzi o początkową liczbę kolonizatorów Marsa, wystarczy kilkudziesięciu.
Na Ziemi są plemiona, które żyją w niewielkich ilościach. Są to Aborygeni z Andamanów, którzy zamieszkują Wyspy Andamańskie na Oceanie Indyjskim w liczbie 200 osób oraz Strażnicy mieszkający na wyspie North Sentinel. Plemiona te unikają kontaktu z obcymi, ale to nie prowadzi do ich degeneracji.
Czy kazirodztwo też im szkodzi?
- Kazirodztwo nie prowadzi do niepożądanych konsekwencji u potomstwa, jeśli rodzice nie mają szkodliwych mutacji recesywnych. Szkoda kazirodztwa polega na tym, że recesywny gen staje się homozygotą. Ale jeśli ten recesywny gen nie jest obecny lub nie jest szkodliwy, wówczas spokrewnione osoby mogą się krzyżować.
Jaką rolę odgrywa inżynieria genetyczna w kolonizacji innych planet?
- Klucz. Dziś ludzie mają wiedzę na temat genetyki populacji i mutacji. Z pomocą technologii inżynierii genetycznej ludzie będą mogli dosłownie korygować swoje wady - „spiepiąc” niezbędne geny w oparciu o potrzeby swojego środowiska, będą mogli skorygować swoje cechy w pożądanym kierunku. Obecnie inżynieria genetyczna rozwija się znacznie szybciej niż technologia, która pozwala latać na Marsa. Możemy edytować genom, ale jeszcze nie dotarliśmy na Marsa. Dlatego zanim powstanie statek kosmiczny zdolny do dostarczania ludzi na Marsa, inżynieria genetyczna zajdzie bardzo daleko.
Jeśli ktoś dotrze do innych światów, aby w nich przetrwać, będzie musiał się zmienić. Na przykład na Marsie, w naszej nowoczesnej powłoce cielesnej, nie będziemy w stanie istnieć, ponieważ potrzebne są tam inne narządy zewnętrzne i wewnętrzne, więc ludzie będą tworzyć się zgodnie z potrzebami. Najprawdopodobniej inne planety nie są już kolonizowane przez ludzi.
Jak proces naukowy i techniczny wpływa na ewolucję człowieka?
- W wyniku tego, że starożytny człowiek zaczął wyrabiać narzędzia, utworzył tak zwany kompleks roboczy pędzla. Właściwie na tym kończyły się zmiany biologiczne człowieka związane z rozwojem postępu. Ale szczotka się zmieniła, ponieważ przetrwanie gatunku zależało bezpośrednio od produkcji i użycia narzędzi.
Późny postęp naukowy i technologiczny w niewielkim stopniu wpłynął na naszą anatomię. Raczej wpłynął na fizjologię. Na przykład duża ilość pokarmów roślinnych, które ludzie spożywali od czasów neandertalczyków, doprowadziła do mutacji, które pomagają naszemu organizmowi lepiej rozkładać skrobię. Ale to są niewielkie postępy.
Faktem jest, że proces naukowy i technologiczny jest bardzo szybki, a postęp biologiczny trwa setki milionów lat. Aby proces naukowy i technologiczny wpływał na naszą biologię, konieczne jest, aby jego osiągnięcia nie opuszczały naszego życia na setki lat z rzędu. Ale szybko się zmienia.
Można powiedzieć, że dzisiaj - jeśli mówimy o mieszkańcach dużych miast - żyjemy w nienaturalnych dla nas warunkach. Każdy mieszkaniec metropolii, wychodząc na ulicę, przeżywa stres, ponieważ człowiek ze swej natury musi żyć w otoczeniu rodziny liczącej od pięciu do dwudziestu osób i znać każdego przez całe życie. Jeśli zobaczy nieznajomego, to na poziomie instynktów możliwe są dwie opcje - poślubić go lub zabić. Dzikie czasy minęły, a my nie przystosowaliśmy się do nowych.
Jak przypuszczalnie człowiek może wyglądać w najbliższej - według biologicznych standardów - przyszłości?
- Bezpośrednia perspektywa zmian w naszym wyglądzie jest zrozumiała. Jeśli przeanalizujemy, co stało się z naszymi przodkami, stanie się jasne, że nasze trzecie zęby trzonowe - zęby mądrości, a także inne zęby - znikną - dzieci już rodzą się bez drugiego siekacza i bez kłów.
U współczesnych ludzi zęby mądrości są zwykle małe, wyrastają między drugimi zębami trzonowymi a wstępującą gałęzią żuchwy, co powoduje wiele problemów dla ich właścicieli. Często górne i dolne trzecie zęby trzonowe nie stykają się ze sobą. Nie oczyszczają się z tego samoczynnie, dlatego szybko się psują.
Ale dla wielu starożytnych ludzi trzecie zęby trzonowe były największymi i najważniejszymi zębami, a za nimi, do wznoszącej się gałęzi, rozwarła się ogromna przestrzeń. Dlatego nasi przodkowie nie tylko nie mieli problemów z tymi zębami, ale także byli od nich zależni. Wraz z przejściem na wysokokaloryczną karmę mięsną i pojawieniem się narzędzi rozmiar zębów stał się mniej istotny. Zęby te zaczęły się zmniejszać, a dwa miliony lat temu rozpoczął się proces ich zanikania.
Tak więc wśród wczesnych Homo znaleziono szczątki osoby z wrodzonym brakiem prawego dolnego trzeciego trzonowca, a na szczęce Chengziao, która ma pół miliona lat, nie ma już dwóch zębów mądrości. Teraz ta opcja występuje u prawie większości ludzi. Jednak dla niektórych trzecie zęby trzonowe są nadal największymi zębami. Teraz człowiek jako gatunek znajduje się w stanie aktywnej przemiany ewolucyjnej. Minie kilkaset tysięcy lat, a drugie zęby trzonowe będą nazywane zębami mądrości.
Głowy ludzi stają się okrągłe i mniejsze. Jednak ten trend może się zatrzymać i wrócić, tak jak ma to miejsce teraz w Anglii. Asthenizacja trwa od 150 lat - ludzie są coraz szczuplejsi i wyżsi. Asteniczny typ sylwetki jest naturalny dla naszego gatunku. Wiąże się to z tym, że nauczyliśmy się żyć jak w tropikach - przy pomocy ogrzewania i ciepłych rzeczy, na tle których nasz organizm nie musi przybierać na wadze, aby chronić się przed zimnem.
Z narządów wewnętrznych wyrostek robaczkowy jest pierwszym kandydatem do zniknięcia. W przyszłości albo zniknie całkowicie, albo zamieni się w gruczoł. Jeśli chodzi o nogi, metamorfozy w stopie są nieuniknione - jest ona jednoznacznie przekształcona, ponieważ jest słabo przystosowana do pionowego chodzenia. Trudno dokładnie powiedzieć, jak to będzie wyglądać, ponieważ w przeszłości nie było dwunożnych stworzeń wyprostowanych, dlatego nie mamy precedensów do porównań. Najprawdopodobniej mięśnie stopy zostaną zastąpione aparatem więzadłowym, a sama stopa będzie wyglądać jak słoń. Stopa stanie się mniejsza, nabierze poduszeczki tłuszczowej, a jej łuki znikną, ponieważ nie są potrzebne. Z tego samego powodu zniknie kość strzałkowa i węch.
Portret naszych potomków nie jest zbyt atrakcyjny
- Z punktu widzenia australopiteka, ty i ja też nie jesteśmy zbyt atrakcyjni. Atrakcyjność to pojęcie subiektywne. Na przykład z punktu widzenia płazów jesteśmy generalnie czymś niewyobrażalnym. Wyobraź sobie, jak w jej rozumieniu wyglądają włosy. Co innego, gdy skóra jest gładka, wilgotna, błyszcząca i ma jadowite gruczoły, a co innego, gdy coś z niej wystaje szczeciniasto.
Nasz stan dla nas w naszym postrzeganiu jedyny atrakcyjny, podczas gdy inne opcje wyglądu - nasi przodkowie lub potomkowie - wydają nam się czymś nie do pomyślenia.