Gabr.org (Мед2000.ру)

Мирология и человековедение

Люди

Главы из книги Андрея и Татьяны Соколовых "Мирология и человековедение (для школьников и их родителей)".

Как появились люди?

Люди появились на Земле в результате эволюции, точно так же как и все другие живые организмы, окружающие нас: травы и грибы, змеи и ящерицы, крокодилы и черепахи, киты и пингвины, яблони и сосны, розы и кактусы.

Что такое эволюция?

Эволюция – это процесс, который продолжается на Земле уже более 4 миллиардов лет, и будет продолжаться до тех пор, пока на нашей планете существует жизнь.

Эволюция – это процесс, в результате которого из микроскопических пузырьков, которые могли размножаться и создавать подобные себе живые организмы, возникли цветы, деревья, птицы, рыбы, животные и человек.

Эволюция – это постоянный процесс случайных изменений в любом живом организме, приводящий или к исчезновению (вымиранию) этого живого организма, или к появлению у организма новых полезных признаков, позволяющих ему успешно выживать. Кроме этого бывает и так, что происходящие изменения не оказывают на выживание организма никакого значительного воздействия.

Эволюция – это процесс, когда без какого-то замысла и плана, методом проб и ошибок, в результате случайных изменений внутри клеток организма и под воздействием всевозможных внешних факторов, в живых организмах постоянно происходят изменения, приводящие к исчезновению одних живых существ и появлению совершенно новых, которых раньше не было.

Эволюция – это случайные изменения в строении организма, которые могут быть переданы по наследству следующим поколениям. При этом в этих поколениях закрепляются и передаются дальше только такие признаки, которые не мешают выживанию всего вида в целом. Иногда новые признаки даже помогают виду получить значительные преимущества, относительно остальных видов живых существ, но случается подобное довольно редко.

Самые древние существа на Земле – это предки микроскопических архей, бактерий и одноклеточных эукариотических организмов – наших пра-пра-пра-родственников. Ученые не знают, как они выглядели и могут пока лишь приблизительно предположить, какие органические вещества они умели создавать. Эти знания у всех живых организмов хранятся в специальных молекулах – ДНК (иногда в РНК). В каждой такой молекуле есть много маленьких кусочков (генов), каждый из которых хранит информацию о том, как сделать то или иное полезное для этого организма вещество. И самое главное – живые существа умеют передавать эти РНК или ДНК по наследству – своим детям, внукам, правнукам.

Если взять школьную линейку, метровую ленту с делениями из швейного набора, а еще лучше – большую рулетку из магазина инструментов, то на всех них можно увидеть одинаковые полоски, обозначающие миллиметры и сантиметры. Представьте себе, что каждый сантиметр – это отдельный ген, который содержит информацию о специальном веществе – белке, который необходим для создания одного их участков вашего организма: волоса, кости, кожи, сердца или мозга.

На самом деле все, конечно, гораздо сложнее и каждая клетка кожи, кости или сердца состоит из множества веществ и белков, но нам важно понять принцип.

И если вернуться к рулетке, то миллиметровые полосочки от 0 до 1 см будут содержать инструкцию об одном белке, а полосочки от 1 до 2 см будут содержать инструкцию о другом белке.

Конечно, эта аналогия тоже не совсем верна и является лишь схемой. Но и настоящая молекула РНК или ДНК – это не рулетка из магазина.

Кстати, отличие РНК от ДНК можно тоже объяснить на примере 30-ти сантиметровой школьной линейки. РНК – это просто одна линейка. А ДНК – это две, положенные рядом таким образом, чтобы отметка 0 на одной линейке находилась напротив отметки 30 на другой.

Для того чтобы понять, как миллиметровые полосочки на рулетке или линейке могут содержать информацию о том, как построить клетку, орган и весь организм целиком, нам придется вернуться в магазин и подойти к кассе.

Продавец на кассе проводит товар через сканер, который пикает и считывает штрих-код, размещенный на этикетке покупки. И пока родители расплачиваются и проверяют сдачу, посмотрите на этот штрих-код. Это всего лишь полосочки разной толщины, расположенные на разном расстоянии друг от друга. Но в этих полосочках, если уметь их читать, содержится информация о том где и кто сделал этот товар, что это за товар, какого он размера, массы, цвета, как он называется и есть даже специальная полоска проверки – правильно ли прочитана сканером вся эта информация.

В ДНК и РНК все примерно так же. Каждая полоска на линейке – это как черточка на штрих-коде, только в случае молекулы – этими черточками являются кусочки ДНК, обозначаемые буквами А,Т,Г и Ц, или РНК, где буквы будут А,У,Г,Ц.

Эти буквы, повторяясь и чередуясь, создают биологический шифр, в котором содержится вся информация о том, как построить организм и как регулировать его рост и развитие.

Нам может показаться фантастикой, как можно четырьмя буквами записать информацию о каждом живом организме на Земле – растении, микробе или животном. Кажется невозможным, что бы всего лишь четыре буквы определяли все особенности и отличия слона от колибри, крокодила от человека, елки от дельфина, микроскопической бактерии от китовой акулы, а абрикоса от комара.

Но если мы на минутку отвлечемся от книжки и посмотрим, не пришла ли нам смс-ка, то мы обнаружим, что вся информация, которую мы сейчас получаем из телефона, смартфона, Интернета, все, что хранится у родителей на компьютере, все, что можно найти в Фейсбуке, Инстаграме или на Ютубе, все, что мы смотрим по телевизору и еще многое и многое другое, зашифровано и передано нам всего лишь с помощью двух символов – нуля и единицы. И теперь возможности природы, шифрующей свою информацию четырьмя символами, уже не покажутся нам такой уж не реальной фантастикой.

Теперь мы знаем, как наши самые древние предки смогли передать нам информацию. Точнее не совсем нам. Они передавали ее своим детям, а те – своим. И так далее. Но самое хитрое в том, что в процессе передачи эта информация немножко менялась. Именно этот процесс изменений и есть эволюция.

Как же происходят эти изменения?

Дело в том, что при копировании информации от родителей к детям, от клетки к клетке в результате размножения и деления, постоянно возникают ошибки. Эти ошибки могут быть нейтральны – и тогда ничего особенного не происходит. Могут быть опасными – и тогда новый организм погибает. Могут быть полезными. И тогда у организма могут появиться полезные для выживания приспособления – глаза, рога, клыки или ноги.

Кроме этого, на гены, на информационный код живых организмов постоянно оказывают влияние всевозможные внешние воздействия, что так же приводит к изменению последовательности букв в шифре, а значит к появлению новых строительных молекул, которые могут быть нейтральны, погибельны или полезны.

Это можно сравнить с переписыванием из тетрадки в тетрадку домашнего задания. Каждый переписчик может быть недостаточно внимателен и совершить одну-две ошибки. А кто-то может случайно пропустить букву или цифру. Это может даже изменить смысл слова. Следующий переписчик может заметить ошибку и исправить ее, а может и не заметить.

Кроме этого, в процессе такого копирования, особенно если это делать не шариковой ручкой, а перьевой, то можно поставить кляксу, под которой исчезнет буква или слово целиком.

Как правило, результатом такого переписывания, если оно совершается сотни и тысячи раз, будет то, что первый ученик, у которого начали списывать, получит хорошую оценку, а тот, кто списывал последний – плохую. В природе чаще всего именно так и бывает. Но иногда тетрадка попадает в руки к хорошему ученику и он не только исправляет все допущенные переписчиками ошибки, но и находит более удачное решение для всего домашнего задания, которое сначала, самый первый ученик не нашел. И именно в этом случае в природе происходят значительные полезные изменения – у слонов появляется хобот, у жирафа длинная шея, обезьяны понимают, как ходить на двух ногах, а у предков людей возникает большой мозг и особое строение кисти, которое помогает крепко держать молоток, велосипедный руль и шариковую ручку.

ДНК

Но как же в результате этих случайных изменений из микроскопического пузырька с малюсенькой молекулой ДНК появился человек?

Для начала надо понять, что этот процесс занял много-много миллионов лет. А точнее – более четырех миллиардов лет. И результат этого процесса – появление человека – не более чем череда случайностей, которые вполне могли не произойти, и тогда на Земле не было бы человека, а жили бы разумные динозавры, играющие на динозавровских компьютерах и пишущих динозавровские стихи. А может и динозавров бы не было, а была бы голая Земля и океан, кишащий громадными шарами-колониями, похожими на плавающие муравейники и поедающие все, что попадается им на пути.

Но череда случайных изменений последовательностей и чередований букв А,Т,Г и Ц в молекуле ДНК, за миллиарды лет привела не к образованию шестилапых мохнатых единорогов, а к появлению человека.

Но сначала был океан. А в океане жили микроорганизмы, которые даже не использовали кислород, которым мы дышим, и без которого не можем жить. Напротив, кислород эти микроорганизмы выделяли как не нужный и побочный продукт своей жизни. Буквально, ходили в свой океанский туалет и выделяли кислород.

Постепенно этого кислорода скопилось так много, что выжили и размножились те микроорганизмы, которые научились этот кислород не выделять, а использовать. И произошло это благодаря изменениям в генетическом штрих-коде их ДНК. А ушло на это у эволюции примерно один миллиард лет.

В следующие миллиарды и миллионы лет микроорганизмы продолжали изменяться под воздействием внешних факторов и ошибок копирования генетического штрих-кода. Одни организмы остались одноклеточными, другие собирались в колонии и постепенно превращались в многоклеточные водоросли и различных морских животных, а третьи, забрались внутрь этих первобытных животных и растений и научились жить и питаться за счет другого живого существа, превратившись в паразитов.

И все эти миллиарды лет животные искали пищу, размножались, передавали признаки и шифры по наследству и поедали себе подобных существ или совсем на себя не похожих, но вполне пригодных в пищу. И те, кто благодаря постоянным изменения в геноме мог добывать себе больше пищи, и те, кто благодаря другим изменения в геноме, мог эффективно спрятаться, защититься или убежать от того, кто хотел их съесть – выживали. Остальные виды животных умирали.

Параллельно изменялись и растения, генетический код которых тоже менялся. Одни растения вымирали, другие успешно размножались и в какой-то момент, в результате приливов и отливов, засух и наводнений, оказались на суше. Сначала около моря, потом все дальше и дальше от него. И Земля стала не только голубой, но и зеленой.

Вслед за растениями, в поисках пищи и безопасности, на сушу начали выбираться и морские животные. А вслед за растительноядными животными на сушу выбрались и хищники.

выход на сушу

Разумеется, для того, чтобы совершить выход на сушу, и растениям и животным пришлось выдержать весьма большие изменения. У растений, например, появился ствол, а у животных – конечности.

И сначала ничто не предвещало возможности появления человека. Первыми властителями Земли на протяжении нескольких сотен миллионов лет были рептилии и насекомые.

Это сейчас мы любуемся стрекозками, отмахиваемся от мух и комаров, ловим бабочек и ящериц. А 300 и даже 60 миллионов лет назад все было бы ровно наоборот. И вряд ли огромные рептилии и гигантские насекомые любовались бы человечками на берегу пруда. Скорее они бы на них охотились и тщательно пережевывали.

И неизвестно что было бы, если бы в результате очередной случайности, гигантские рептилии, т.е. динозавры, не вымерли.

Между тем, еще во времена царствования динозавров, примерно 200 миллионов лет назад, появились маленькие животные – предки современных млекопитающих.

140 миллионов лет, наши четвероногие предки прятались от громадных ящеров и выходили из укрытий в поисках пищи только по ночам.

Но не только прятались. Эволюция продолжалась. И к концу царствования динозавров наши предки стали уже очень похожи на современных зверей, вынашивающих своих детенышей внутри материнского организма. А примерно за 30 миллионов лет до конца эпохи динозавров, т.е. примерно 90 миллионов лет назад появились наши прямые предки – приматы. Обычно мы называем их обезьянами, но это не совсем верный термин. Обезьяны – это всего лишь одна из разновидностей приматов.

Вымирание динозавров, позволило млекопитающим выйти, наконец, из укрытий и превратиться в огромных мамонтов, элегантных жирафов, ловких обезьян и грозных львов.

Млекопитающие, включая наших пра-пра-пра-предков приматов, изменялись, размножались, заселяли и покидали различные географические зоны Земли примерно еще 40 миллионов лет. И вот, около 18-ти миллионов лет назад появилась разновидность приматов, которую мы сейчас называем гоминиды, т.е. человекоподобные. До нашего времени сохранились четыре большие группы гоминид: шимпанзе, гориллы, люди и орангутанги.

Где-то через 11 миллионов лет после появления гоминид, т.е. 7 миллионов лет назад, некоторые из групп этих животных научилась ходить на двух ногах. Но до появления современного человека было еще далеко. Эволюции понадобилось еще 5 миллионов лет, чтобы случайные изменения привели к появлению рода Хомо, т.е. людей. Случилось это примерно 2 миллиона лет назад.

Но и тут современный Хомо «Разумный» - вид, к которому относятся и авторы, и читатели этой книги, появился не сразу. Раньше нас эволюция создала Хомо «Прямого», который сумел приручить огонь и научился готовить еду на костре и неандертальцев, придумавших первую одежду.

Кстати, ради справедливости, надо отметить, что первые каменные орудия – скребки, ножи и т.п. придумали вовсе не мы, Хомо «Разумные», а австралопитеки, появившиеся 3,5 миллиона лет назад, т.е. более чем за 3 миллиона лет до нас.

Наш вид гоминид – Хомо «Разумный», т.е. разновидность приматов - узконосых обезьян, появился в Африке примерно 250-400 тысяч лет назад. И какое-то время мы существовали на Земле одновременно с несколькими другими видами Хомо, в том числе с неандертальцами. Но потом остальные виды вымерли и около 40 тысяч лет назад мы остались одни.