Генетика эволюционных деревьев. Родословное древо Генетическая близость людей
Царство животных подразделяют на два подцарства: одноклеточные и многоклеточные.
Одноклеточные организмы (эукариоты) произошли от гетеротрофных прокариотов. В современной фауне к ним относят корненожек, жгутиковых, споровиков, инфузорий.
Дальнейшее развитие происходит от примитивных турбеллярий с образованием кольчатых червей (малощетинковые, пиявки, многощетинковые). Примитивные многощетинковые черви определяют возникновение четырех ветвей в древе животных.
Первая ветвь – моллюски (брюхоногие, двустворчатые, головоногие).
Вторая ветвь – членистоногие (ракообразные, паукообразные, насекомые).
Третья ветвь – иглокожие (морские звезды, морские ежи и голотурии, или морские огурцы).
Четвертая ветвь – хордовые, которые возникают вначале палеозоя, когда все типы беспозвоночных животных (рассмотренных выше) уже существовали. Произошли хордовые животные от общего с иглокожими вторичноротого двустороннесимметричного свободноплавающего предка.
Тип хордовых объединяет 3 крупные группы животных: подтипы бесчерепных, личиночнохордовых и черепных, или позвоночных. Подтип бесчерепные состоит из одного класса животных – головохордовых, всего их 30 видов, например, ланцетник. Подтип личиночнохордовые (или оболочники) произошли от примитивынх свободноплавающих бесчерепных, которые перешли к сидячему образу жизни. Оболочники все являются морскими организмами, среди наиболее известных – асцидии.
Высшим подтипом хордовых являются позвоночные. Среди позвоночных выделяют круглоротых (бесчелюстных) – это миноги, миксины. От примитивных круглоротых произошли рыбы, которые делятся на хрящевые, костные, кистеперые, двоякодышащие. Кистеперые рыбы дали начало земноводным, или амфибиям. Амфибии включают в себя хвостатых, бесхвостых, безногих. Например, протеи, тритоны, саламандры и сирены; жабы и лягушки; рыбозмеи и червяги. От амфибий произошли рептилии, или пресмыкающие. В современной фауне присутствуют отряды чешуйчатых (змеи, ящерицы, двуходки, хамелеоны), крокодилов, черепах и клювоголовых (гаттерии).
От неспециализированных, лазающих пресмыкающих произошли птицы. Современные птицы включают группы килевых, или летающих; плавающих, или пингвины; бескилевых, или бегающие (страусы, киви, казуары).
Предками млекопитающих являются неспециализированные палеозойские рептилии с чертами строения земноводных, или зверозубые рептилии. Первые млекопитающие дивергировали на две ветви. Первая ветвь – это первозвери (однопроходные), например, ехидна, утконос. Вторая ветвь – это сумчатые (коала, кенгуру, опоссумы), а также плацентарные (землеройки, летучие мыши, грызуны, хищные, ластоногие, парнокопытные, непарнокопытные, слоны, приматы, человек). Линия человека начинает развиваться от предковых форм насекомоядных полуобезьян.
Австралийский палеонтолог Майкл Ли предложил новую гипотезу происхождения черепах. Как и многие авторы до него, Ли считает, что черепахи близки к крупным растительноядным ящерам пермской эпохи - парейазаврам ; но он предполагает, что черепахи вместе с парейазаврами произошли от диапсид - ветви рептилий, к которой относятся крокодилы, динозавры и ящерицы. Если эта гипотеза подтвердится, она будет означать очень сильную перестройку эволюционного древа рептилий, возможно, даже заслуживающую названия «новой филогении рептилий».
Черепахи появились на Земле примерно 220 миллионов лет назад, в конце триасового периода . Поздний триас - особая эпоха в истории наземных позвоночных. Именно тогда возникли млекопитающие, черепахи, крокодилы, динозавры и птерозавры (летающие ящеры) - пять групп животных, которые очень сильно изменили облик нашей планеты. Из всех этих групп именно происхождение черепах выглядит наиболее загадочным. И главная причина тут не недостаток усердия палеонтологов, а слишком необычная анатомия черепах, затрудняющая их сравнение с любыми другими позвоночными.
Какие вообще возможны «кандидаты» на роль предков черепах? Известно, что рептилии и их потомки делятся на три огромные группы: анапсиды , диапсиды и синапсиды . Главный признак, по которому эти группы выделены, это число височных дуг - костных мостиков в крыше черепа, разделенных отверстиями. У нас, например, височная дуга только одна (ее можно нащупать, проведя рукой назад от скулы), и это означает, что мы - синапсиды («слитнодужные»). К синапсидам относятся млекопитающие и вымершие зверообразные рептилии. Диапсидами («двудужными») называются животные, у которых височных дуг изначально было две; к ним относятся ящерицы, змеи, гаттерии, крокодилы, динозавры, птерозавры, а также птицы. И наконец, анапсиды («бездужные») - это те, у кого никаких височных дуг и отверстий нет вовсе. К ним относится несколько вымерших групп ящеров, например парейазавры и проколофоны .
К синапсидам черепах не относит никто. А вот отнести их к анапсидам было совершенно естественно, потому что никаких височных дуг и отверстий у черепах нет; у них встречается разве что височная вырезка (но не отверстие!). Действительно, еще в начале XX века сразу несколько палеонтологов пришли к выводу, что черепахи - это единственные дожившие до наших дней анапсиды. Их предками вполне могли бы быть, например, парейазавры, которые немного похожи на черепах даже формой тела (рис. 1).
В 1947 году американский палеонтолог Эверетт Олсон (Everett Olson) предложил выделить анапсид в подкласс парарептилий (Parareptilia), подчеркивая их отдельное от других рептилий происхождение. В этот подкласс он включил и черепах.
Но ведь есть еще диапсиды. По Олсону, они вошли в подкласс настоящих рептилий (Eureptilia). Проблема в том, что и с современными диапсидами черепахи тоже имеют ряд общих черт. Например, сердце у черепах и у ящериц устроено настолько похоже, что это еще в 1916 году привело крупного английского сравнительного анатома Эдвина Гудрича (Edwin Stephen Goodrich) к мысли об их близком родстве. В дальнейшем признаки, общие у черепах с диапсидами, были обнаружены в анатомии тазового пояса, стопы, верхней челюсти, позвоночника, затылка. А височные окна, в конце концов, могли в каких-то эволюционных линиях возникнуть повторно или, наоборот, зарасти. В результате к концу XX века гипотеза происхождения черепах от диапсид стала довольно популярной (см.: В. Р. Алифанов. Загадка происхождения черепах , «Природа», 2001, №8).
Выбор между двумя главными теориями происхождения черепах - анапсидной (парарептилийной) и диапсидной (эурептилийной) - не сделан до сих пор. Достаточно сильные сравнительно-анатомические доводы можно найти и за ту, и за другую. К счастью, есть еще и молекулярная филогенетика . Анализ последовательностей ДНК, охватывающий больше двух сотен генов, приводит к выводу, что ветвь черепах находится внутри диапсид (рис. 2).
Если верить, что последнее слово - всегда за молекулярной биологией, задачу можно на этом считать решенной. Но откуда же всё-таки столько противоречий в морфологических построениях? И как эти противоречия убрать?
Разобраться в этом, объединив по возможности все современные данные, решил австралийский палеонтолог Майкл Ли (Michael Lee). Он рассудил так: если решение задачи раз за разом не сходится - значит, нужно исследовать сам метод, которым мы ее решаем.
В наше время единственным общепринятым методом построения эволюционных деревьев является кладистический анализ (см. кладистика). В рамках этого метода вся эволюция рассматривается как набор дихотомических (надвое) ветвлений родословного древа, и задача сводится всего лишь к установлению порядка этих ветвлений. А он определяется по строгим алгоритмам, исходя из списков признаков, на которые обязательно разбиваются фенотипы животных. Во всех спорных случаях истинной считается та ветвь, у которой больше уникальных общих признаков.
Расчеты деревьев в кладистике уже давно выполняются автоматически, с помощью специальных программ. От этих программ зависит очень многое; ученые-филогенетики постоянно занимаются их усовершенствованием, комбинируя существующие подходы и предлагая новые.
Но даже из такого предельно краткого описания ясно, что в кладистическом анализе есть как минимум одна совершенно неизбежная операция, которая может быть выполнена только человеком. Это - составление списка признаков. Вид древа, которое выдает программа, всегда зависит от того, значения каких признаков в нее ввели.
А от чего зависит выбор признаков? В первую очередь - от того, какая группа животных находится в центре внимания данного исследователя. У ученых, специализирующихся на парарептилиях (анапсидах) и на настоящих рептилиях (диапсидах), при решении одной и той же проблемы - в данном случае проблемы происхождения черепах - получаются разные результаты в значительной степени потому, что они просто работают с разными признаками. Например, специалисты по анапсидам традиционно уделяют несколько больше внимания анатомии черепа, а специалисты по диапсидам - наоборот, анатомии конечностей и осевого скелета.
Черепах можно включить в древо, построенное изначально для парарептилий, а можно включить в древо, построенное изначально для диапсид. Результаты, конечно, в идеале должны быть одинаковыми, но на самом деле они будут разными. Майкл Ли решил специально проверить это. Сначала он с помощью соответствующих программ построил два типа родословных деревьев рептилий без черепах : «сфокусированное на диапсидах» (diapsid-focused) и «сфокусированное на анапсидах» (anapsid-focused), потом включил черепах в каждое из этих деревьев, а потом сопоставил результаты (рис. 3).
По-русски деревья первого типа удобно назвать «диапсидоцентрическими», второго - «анапсидоцентрическими»; громоздкие слова, но тут проще не скажешь. И тех, и других было построено по восемь штук, с применением разных вычислительных методик. При этом из восьми «диапсидоцентрических» деревьев на шести черепахи оказались внутри диапсид, и на двух - всё-таки внутри анапсид. А вот на «анапсидоцентрических» деревьях черепахи оказались внутри анапсид во всех случаях. Предпочтения в пользу диапсид там ни в одном варианте не выходит.
Итак, между «диапсидоцентрическими» и «анапсидоцентрическими» деревьями есть асимметрия. «Анапсидоцентрические» поддерживаются кладистическим анализом существенно надежнее. Просто группа животных попалась такая сложная, что без специального исследования это не видно.
Значит, черепахи - всё-таки анапсиды?
Но как же тогда быть с молекулярными данными, которые довольно однозначно помещают черепах среди диапсид?
Ли находит очень экстравагантный выход из этого противоречия. Он высказывает идею, что утверждения о происхождении черепах от диапсид и о близости их к парейазаврам и проколофонам (то есть к заведомым анапсидам) могут быть верны одновременно . Это означает, что парейазавры, проколофоны, а может быть, и другие парарептилии - тоже диапсиды, только потерявшие височные окна очень рано и быстро.
Имеет ли право на жизнь такая гипотеза, без преувеличения переворачивающая традиционное представление о родословном древе рептилий? Ли ссылается на недавние находки парарептилий, близких к проколофонам, у которых по крайней мере одно височное окно действительно обнаружено (см.: Modesto et al., 2009. A new parareptile with temporal fenestration from the Middle Permian of South Africa). Более того, совсем недавно была опубликована эволюционная реконструкция, согласно которой наличие хотя бы одного височного окна является примитивным состоянием для всех рептилий вообще (см.: Pineiro et al., 2012. Cranial morphology of the Early Permian mesosaurid Mesosaurus tenuidens and the evolution of the lower temporal fenestration reassessed). На таком фоне гипотеза Ли, фактически ликвидирующая группу анапсид, не выглядит совсем уж невероятной. И противоречие, касающееся положения черепах, она действительно снимает.
Майкл Ли известен как давний сторонник гипотезы происхождения черепах от парейазавров (см., например: Lee, 1997. Pareiasaur phylogeny and the origin of turtles). Новая радикальная версия этой гипотезы определенно служит ему «последним рубежом обороны». Так что его позицию вряд ли можно считать абсолютно объективной (а, впрочем, кто из ученых полностью объективен?). Но обоснование новой гипотезы Ли выглядит вполне разумно. Эта гипотеза, безусловно, требует проверки, но внимания она заслуживает - уже потому, что предлагает взглянуть на эволюцию давно и хорошо изученной группы животных с неожиданной стороны.
Если же Ли окажется прав, то и учебники зоологии в части, касающейся эволюции рептилий, придется переписать. Можно даже сказать, что здесь вырисовывается своего рода «новая филогения рептилий», по аналогии с уже широко известной «новой филогенией животных» (см.: Новые данные позволили уточнить родословную животного царства , «Элементы», 10.04.2008). Причем в данном случае молекулярная биология будет при проверке новой идеи почти бесполезна: все переходные группы вымерли настолько давно, что по ним невозможны никакие молекулярно-генетические исследования. Так что дело - за палеонтологами.
«Многообразие животного мира» - Очистка водоемов. Пища для животных. Значение животных в природе Цепи питания. Поверхность водоема. Санитары. Охрана животных. Толща воды. Клеточное строение Сходный характер многих процессов жизнедеятельности. Гетеротрофы. Многообразие животного мира Размеры. Различие. Значение животных для человека.
«Разнообразие животного мира» - Сом. Отправимся в подводный мир. Тарань. Зимует в ямках. Длина тела достигает полутора метра, а вес до 2 метров. Станция «Водная». КАРАСЬ,НЕПРИХОТЛИВ, МОЖЕТ ЖИТЬ В СТОЯЧЕЙ ВОДЕ. Ёрш, колючий, как ёж. Карп. Вот снимок, на котором- наша планета Земля. Какая рыба носит название человека? Очень живуч: БРОСИШЬ НА ЛЁД-ЗАМЁРЗНЕТ,А В ТЕПЛЕ ОТТАЕТ.
«Родословное древо» - Родословное древо семьи Граменицких. Родословное древо. Толково – словообразовательный. М.: Русский язык, 2000. Ефремова Т.Ф. Новый словарь русского языка. Из истории генеалогии. В XVI веке появляются первые родословные книги. Строится по: нисходящей (от предков к потомкам); восходящей (от сына к отцу, деду и т.Д.).
«Животный мир» - Зубр. Большая песчанка. Заяц-беляк. Ёж. Кулан. Со страниц Красной книги взывают о помощи 247 видов животных. Морж. Амурский барсук Олень Крот. Дятел. Лось. Медведь купается в реке. Степи. Смешанные, широколиственные леса. Хорёк. Россия – страна,обладающая обширной территорией, а значит и богатым животным миром.
«Животный мир России» - Кедр. Пищевые цепи: соболь, кедр, лось, белка, рысь. Соболь. Пустыня. Особенности животного мира России. Животный мир России. Лось. Белка. Недостаток укрытий; Быстрый бег; Норы; Стада; Запас пищи на зиму. Рысь. Особенности животного мира: Ярусное распределение; Лазание по деревьям; Спячка; Линька; Гнезда; Норы.
«Окружающий мир 2 класс Животные» - Кто нарисован? К какой группе животных относится попугай? Задание на дом. Около 7 тысяч видов. Что за чудо! К какой группе животных относится стрекоза? Скачет зверушка: Не рот, а ловушка. Деревья Кустарники Травы Хвойные Лиственные. К какой группе животных относится белый медведь? К какой группе животных относится крокодил?
Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам.
В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Существует две основные теории происхождения многоклеточных животных. Согласно теории гастреи (Э. Геккель), исходным способом формирования двуслойного зародыша является инвагинация (впячивание стенки бластулы). Согласно теории фагоцителлы (И. И. Мечников), исходным способом формирования двуслойного зародыша является иммиграция (перемещение отдельных бластомеров в полость бластулы). Возможно, эти две теории взаимно дополняют друг друга.
Кишечнополостные – представители наиболее примитивных (двуслойных) многоклеточных: их тело состоит всего из двух слоев клеток: эктодермы и энтодермы. Уровень дифференцировки тканей очень низкий.
У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.
Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Среди Первичноротых у Кольчатых червей образуется вторичная полость тела (целом). Это крупный ароморфоз, благодаря которому становится возможным разделение тела на отделы.
Кольчатые черви имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную (равнозначную) сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная (неравнозначная) сегментация туловища. У них имеется хитиновый наружный скелет, который способствует появлению дифференцированных пучков мышц. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.
Наиболее примитивные Членистоногие – Трилобитообразные – господствовали в палеозойских морях. Современные Жабродышащие первичноводные членистоногие представлены Ракообразными. Однако в начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых.
Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупных ароморфозов:
– Наличие зародышевых оболочек – серозной и амниотической.
– Наличие крыльев.
– Пластичность ротового аппарата.
С появлением Цветковых растений в меловом периоде начинается совместная эволюция Насекомых и Цветковых (коэволюция), и у них формируются совместные адаптации (коадаптации). В кайнозойской эре Насекомые, как и Цветковые растения, находятся в состоянии биологического прогресса.
Среди Вторичноротых животных наивысшего расцвета достигают Хордовые животные, у которых появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце).
От примитивных Хордовых животных в силуре происходят первые Позвоночные (Бесчелюстные). У позвоночных формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом. Низшие Челюстноротые позвоночные представлены разнообразными Рыбами. Современные классы рыб (Хрящевые и Костные) формируются в конце палеозоя – начале мезозоя).
Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным). Первые Земноводные вышли на сушу в девонском периоде, но их расцвет приходится на каменноугольный период (многочисленные стегоцефалы). Современные Амфибии появляются в конце юрского периода.
Параллельно среди Четвероногих появляются организмы с зародышевыми оболочками – Амниоты. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, а также ряду других признаков (ороговевающий эпителий, тазовые почки, появление коры больших полушарий) Рептилии полностью утратили зависимость от воды. Появление первых примитивных рептилий – котилозавров – относится к концу каменноугольного периода. В перми появляются разнообразные группы рептилий: зверозубые, первоящеры и другие. В начале мезозоя формируются ветви черепах, плезиозавров, ихтиозавров. Начинается расцвет рептилий.
От групп, близких к первоящерам, отделяются две ветви эволюционного развития. Одна ветвь в начале мезозоя дала начало многочисленной группе псевдозухий. Псевдозухии дали начало нескольким группам: крокодилы, птерозавры, предки птиц и динозавры, представленные двумя ветвями: ящеротазовые (бронтозавр, диплодок) и птицетазовые (только растительноядные виды – стегозавр, трицератопс). Вторая ветвь в начале мелового периода привела к появлению подкласса чешуйчатых (ящерицы, хамелеоны и змеи).
Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения крови на венозную и артериальную. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.
Лишь у части псевдозухий в юрском периоде появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.
В юрских отложениях мезозойской эры (≈ 150 млн. лет назад) обнаружены отпечатки Первоптиц: археоптерикса и археорниса (три скелета и одно перо). Вероятно, это были древесно-лазающие животные, которые могли планировать, но не были способны к активному полету. Еще раньше (в конце триаса, ≈ 225 млн. лет назад) существовал протоавис (два скелета обнаружены в 1986 году в Техасе). Скелет протоависа существенно отличался от скелета рептилий, большие полушария мозга и мозжечок были увеличены в размерах. В меловом периоде существовали две группы ископаемых птиц: ихтиорнисы и гесперорнисы. Современные группы птиц появляются только в начале кайнозойской эры.
Существенным ароморфозом в эволюции птиц можно считать появление четырехкамерного сердца в сочетании с редукцией левой дуги аорты. Произошло полное разделение артериальной и венозной крови, что сделало возможным дальнейшее развитие головного мозга и резкое повышение уровня обмена веществ. Расцвет Птиц в кайнозойской эре связан с рядом крупных идиоадаптаций (появление перьевого покрова, специализация опорно-двигательного аппарата, развитие нервной системы, забота о потомстве и способность к перелетам), а также с рядом признаков частичной дегенерации (например, утрата зубов).
В начале мезозойской эры появляются первые Млекопитающие, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.
В юрском периоде мезозойской эры Млекопитающие были представлены, как минимум, пятью классами (Многобугорчатые, Трехбугорчатые, Трикодонты, Симметродонты, Пантотерии). Один из этих классов, вероятно, дал начало современным Первозверям, а другой – Сумчатым и Плацентарным. Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.
Исходным отрядом Плацентарных являются Насекомоядные. От Насекомоядных рано отделились Неполнозубые, Грызуны, Приматы и ныне вымершая группа Креодонтов – примитивных хищников. От Креодонтов отделились две ветви. Одна из этих ветвей дала начало современным Хищным, от которых отделились Ластоногие и Китообразные. Другая ветвь дала начало примитивным копытным (Кондилартрам), а затем Непарнокопытным, Парнокопытным и родственным отрядам.
Окончательная дифференцировка современных групп Млекопитающих завершилась в эпоху великих оледенений – в плейстоцене. На современный видовой состав Млекопитающих значительное влияние оказывает антропогенный фактор. В историческое время были истреблены: тур, стеллерова корова, тарпан и другие виды.
В конце кайнозойской эры у части Приматов возникает особый тип ароморфоза – переразвитие коры больших полушарий головного мозга. В результате возникает совершенно новый вид организмов – Человек разумный.
Благотворительная стенгазета для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск №93, май 2016 года..
«Эволюционное древо человека»
Схема составлена по новейшим научным данным портала Антропогенез.ру (Составитель: Георгий Попов, сайт)
«Наши предки прошли длинный и удивительный путь развития. Они менялись сами и меняли окружающий мир. Некоторые группы попадали в эволюционные тупики и вымирали, но оставшиеся вновь заселяли планету. Они изобретали орудия, укрощали огонь, открывали континенты и творили первое искусство. Изучением всего этого занимается антропогенез – интереснейшая и стремительно развивающаяся научная дисциплина».
– Научный редактор портала Антропогенез.ру – кандидат биологических наук, доцент кафедры Антропологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский.
Дорогие друзья! Цель, которую мы преследуем этим выпуском, достаточно амбициозна: в тесном сотрудничестве с порталом Антропогенез.ру мы задумали составить «самое лучшее» филогенетическое древо человека. Если у вас возникнут замечания и пожелания, транслируйте их нам, пожалуйста, и мы уверены, что древо станет ещё лучше. Наша газета уже не раз сопровождала своих читателей в «путешествие в каменный век». В выпуске мы проследили путь, который прошли наши предки, прежде чем стать такими, как мы с вами. В выпуске – «разобрали по косточкам» заблуждения, сложившиеся вокруг интереснейшей темы происхождения человека. В выпуске – обсудили «недвижимость» неандертальцев и кроманьонцев. В выпуске – изучили мамонтов и познакомились с уникальными экспонатами Зоологического музея. В выпуске «Путешествие в каменный век» – опубликовали специально подготовленные для нашей газеты материалы музея-заповедника «Костёнки» – «жемчужины палеолита», как называют его археологи.
Этот выпуск подготовлен по материалам портала Антропогенез.ру (создатель и главный редактор – научный журналист, автор книги «Мифы об эволюции человека» Александр Соколов; научный редактор – кандидат биологических наук, доцент кафедры Антропологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский. Им – наша огромная признательность). Помимо самой полной и современной информации о происхождении человека здесь легко можно найти ответы на «детские» вопросы, а также задать свои: редакторы обстоятельно и с удовольствием на них отвечают.
Пургатóриус
Эти возможные предки всех приматов появились около 65 миллионов лет. Они были во многом похожи на грызунов: размеры с мышь или крысу, вытянутая мордочка, маленький просто устроенный мозг, глаза, расположенные по бокам головы, короткие массивные лапы, длинный хвост. Они жили на деревьях, ловили насекомых и ели растения. Даже на ранних этапах эволюции приматы отличались чрезвычайным многообразием.
1. Человекообразные
Проконсул
В строении представителей этого семейства ещё встречаются многочисленные черты, свойственные низшим мартышкообразным обезьянам. У некоторых видов, возможно, был хвост. Руки и ноги – примерно одинаковой длины. Однако особенности строения черепа (более плоское лицо, уменьшенные клыки, увеличенный до 300 г мозг) указывают на принадлежность этих существ к человекообразным обезьянам. Пищей им служили мягкие плоды и фрукты.
Накалипитек
Накалипитек, живший около 10 миллионов лет назад, является наиболее вероятным последним общим предком горилл, шимпанзе и человека. Это одно из «недостающих звеньев», стоящее перед ранними австралопитеками, поэтому открытие Накалипитека – одно из важнейших в палеоантропологии. Скорее всего, он был ещё четвероногим. Зубы ископаемого существа покрыты толстым слоем эмали, что указывает на питание твёрдой пищей, вероятно, семенами и орехами.
Хоратпитек
Хоратпитеки – наиболее вероятные предки орангутанов – жили от 14 до 7 миллионов лет назад в тропических лесах. В Юго-Восточной Азии (Таиланд) обнаружены два ископаемых вида. Анализ строения их зубов показал, что эти человекообразные обезьяны предпочитали мягкие фрукты и семена. Видимо, они не были приспособлены к жизни на деревьях и передвигались по земле.
Гигантопитек
Гигантопитеки – самые большие в истории приматы. Они отделились от «человеческой» ветви около девяти миллионов лет назад, а вымерли лишь около 100 тысяч лет назад, почти миллион лет просуществовав бок о бок с нашими предками. Челюсти и зубы гигантопитеков были порой в два раза больше, чем у современных горилл, так что размеры черепа и тела должны были быть просто огромными. Рост в три, а то и четыре метра – вполне достоверная для них величина.
Орангутан
Орангутаны обитают в лесах Юго-Восточной Азии: на островах Калимантан и Суматра. Это крупные обезьяны, достигающие роста до 160 см. Телосложение неуклюжее: длинные руки - их размах достигает трёх метров - могучие, толстые, с коротким первым пальцем, большой живот. Волосяной покров редкий, но длинный. Цвет шерсти красновато-рыжий. Кисти и стопы орангутанов приспособлены исключительно к древесному образу жизни. Эти обезьяны не «летают», подобно гиббонам, а лазают и ходят по ветвям, причем делают это медленно и осторожно. Живут на высоких деревьях, где и размещают свои гнёзда-постели на ночь. На землю спускаются редко, ходят на четырёх конечностях с опорой на фаланги пальцев рук. Слово «орангутан» малайского происхождения, составлено из двух слов, означающих «человек лесной». Добавление буквы «г» в конце резко искажает смысл, означая уже «человек должник». Никому этот замечательный антропоид ничего не должен.
Горилла
Горилла живёт исключительно в Экваториальной Африке. Имеются сведения, что рост горилл превышал и два метра. Туловище грузное, бочкообразное, с широкой грудной клеткой (до 175 см в обхвате), с толстым животом, короткой шеей, широкими плечами, крупной головой. Передние конечности длиннее задних. Мозг - крупный, до 600 см3. Многие годы сообщались невероятные сведения о необыкновенной свирепости горилл. Однако «кровожадный великан» является довольно добродушным вегетарианцем, ведущим неторопливую, спокойную жизнь в группах, где отношения весьма мирные. Для горилл характерен в наземный образ жизни, хотя конечности у них приспособлены и для лазания по деревьям. Горилла свободно может становиться на ноги, освобождая руки не только для громовых ударов по собственной груди, но и для весьма тонкого пищевого манипулирования. Естественные популяции горилл опасно сокращаются.
Шимпанзе
Обыкновенный шимпанзе живёт в Экваториальной Африке с прилегающими районами. Карликовый шимпанзе, или бонобо, – в тропических лесах Центральной Африки между реками Конго и Луалаба. Шимпанзе мельче орангутана и гориллы. Пальцы на руках длинные, с ногтями. Руки значительно длиннее ног. Конечности шимпанзе приспособлены для хождения по земле, а также для лазания по деревьям, где обезьяны строят гнёзда на ночь. Шимпанзе могут совершать огромные переходы, иногда проходя в день более 50 км. Преимущественно растительноядны. Бонобо едят также насекомых, мёд, многие культивируемые растения и даже рыбу. Обыкновенные шимпанзе питаются фруктами, листьями, сердцевиной стеблей, почками и бутонами растений, нередко охотятся на млекопитающих. Шимпанзе обладают богатейшими средствами общения. Находятся под угрозой вымирания
Описание современных обезьян основано на материале книги: Фридман Э.П. Приматы. – М.: Наука, 1979. – 208 с.
2. Австралопитеки ранние
Сахелáнтроп
Сахелантроп, живший 7,2 – 6,8 миллиона лет назад, – древнейший известный предок человека из тех, которые уже не были также предками шимпанзе. Он был также древнейшим прямоходящим приматом. О его прямохождении говорит строение черепа: позвоночник крепился к черепу не сзади, как у четвероногих, а снизу. «Обезьяньи» черты такие: отсутствие лба, мощное надбровье, внушительные челюсти и небольшой мозг (около 350 г, как у современных шимпанзе). Местом обитания сахелантропов могли быть берега озёр, покрытые редкими лесами.
Оррорин
Бедренные кости Оррорина имеют множество признаков, отличающих его от человекообразных обезьян, и достаточно явно указывают на двуногий способ передвижения. В то же время, строение верхних конечностей указывает на то, что их обладатель иногда передвигался и по деревьям (впрочем, как и более поздние австралопитеки). Рост Оррорина был примерно 1,1–1,2 метра или чуть выше. В популярной литературе этот австралопитек известен как «Человек Тысячелетия».
Ардипитéки
Ардипитеки, хоть и жили на два миллиона лет позже Сахелáнтропа, не так уж и сильно приблизились к человеку разумному. Например, стопа, несмотря на приспособленность к прямохождению, была скорее похожа на ладонь с полностью отводящимся, хватательным большим пальцем. В своём облике Ардипитеки идеально сочетали признаки обезьяны и человека. Эти существа ростом чуть более метра могли жить и на деревьях, и на земле, лазить по ветвям и ходить на двух ногах, а иногда опускаться на четвереньки. Питались они, видимо, очень разнообразной пищей, что стало залогом будущей человеческой всеядности. Ряд признаков (например, незначительное отличие самок от самцов и совсем небольшие клыки) указывает на то, что в ардипитековом «обществе» было принято, скорее, «договариваться» друг с другом, нежели выяснять отношения грубой силой. Такое качество постепенно привело наших предков к умению объединяться в группы, слаженно выполнять трудовую деятельность, согласовывать свои поступки с другими членами группы. Именно эти склонности отличают человека от обезьяны.
Австралопитéк анáмский
Этот австралопитек – потомок ардипитека и предок более поздних австралопитеков. В строении его скелета сочетаются признаки человека и обезьяны в примерно равной пропорции. При развитом прямохождении Австралопитек анамский иногда, вероятно, ходил на четвереньках с опорой на согнутые пальцы рук (о чем говорит строение лучевой кости). Подобно своим предкам и в отличие от потомков, Австралопитеки анамские питались в основном лесной растительностью.
3. Австралопитеки грацильные
Австралопитéк афáрский
Австралопитеки, жившие 4–2,5 миллиона лет назад, получили название «грацильные» (от латинского «грáцио» – «изящный»). От этих удивительных существ найдены все части скелета от множества особей, поэтому реконструкции их внешнего облика и образа жизни весьма достоверны. Грацильные австралопитеки были прямоходящими существами около до 1,5 м ростом и 50 кг весом. Походка их несколько отличалась от походки человека. Видимо, австралопитеки шагали более короткими шажками, а тазобедренный сустав при ходьбе разгибался не полностью. Руки были несколько удлинены, а кисти всё ещё приспособлены для лазания по деревьям. Днём австралопитеки кочевали по саванне или лесам, по берегам рек и озёр, а вечером забирались на деревья. Возможно, австралопитеки использовали палки и необработанные камни в качестве орудий. Афарские австралопитеки являются наиболее вероятными предками человеческой линии эволюции.
Австралопитéк африканский
Австралопитек африканский имел более прогрессивный по строению череп, чем Австралопитек афарский, но в целом более архаичный скелет. Пропорции тела, видимо, были промежуточными между шимпанзе и современным человеком. Рост был от метра до полутора, вес – от 20 до 40 кг. Большой палец стопы, вероятно, обладал значительной подвижностью. Тазовые кости по подавляющему большинству признаков ближе к человеческому варианту, чем к тазу человекообразных обезьян. Именно форма таза является наиболее сильным аргументом, подтверждающим двуногий способ передвижения австралопитеков. Строение зубов (наклон резцов и клыков и их небольшие размеры) также отличают Австралопитека африканского от человекообразных обезьян, делая его больше похожим на человека. Строение мозга, судя по его отпечаткам на внутренней стороне черепа, близко к шимпанзе и достаточно далеко от современного человека.
Австралопитéк седиба
Это существо, жившее около двух миллионов лет назад, хоть и считается австралопитеком, «накопило» в себе достаточно человеческих черт: слабо выступающие скулы, форму носовых костей, небольшие коренные зубы, некоторые черты строения мозга, кистей рук, таза. По совокупности признаков Австралопитек седиба занимает строго промежуточное место между австралопитеками и ранними представителями рода Хомо (люди). Собственно, даже не ясно, к какому роду следует относить его – столь равномерно распределены австралопитековые и человеческие черты в его строении. Интересно, что находка останков Австралопитека седиба сделана с использованием популярного сервиса Гугл Земля, позволившего в одном из районов Южной Африки выявить многочисленные пещеры, в одной из которых и были сделаны первые находки.
Австралопитéк гáри
«Гари» в переводе с афарского означает «удивительный» или «сюрприз». Вместе с останками были найдены примитивные орудия, датируемые возрастом 2,5 миллиона лет назад. Это означает, что Австралопитек гари начал использовать каменные орудия едва ли не раньше человека умелого. Также, найдены кости антилоп с надрезками, что говорит о том, что Австралопитек гари охотился. Он вполне мог развиться в свой разумный вид. Что ему помешало – мы не знаем. Судя по датировке и специализированным чертам, нашим прямым предком не являлся. Рост гари – 1,2–1,5 м, объём мозга около 440 см3. Размеры его передних зубов превосходят таковые у любых других видов австралопитеков.
Кениантроп плосколицый
Специализированный вид гоминид. Существовал 3,5–3,2 миллиона лет назад параллельно с афарскими австралопитеками и в целом походил на них, отличаясь однако значительной шириной и уплощённостью лица. В одних слоях с костями Кениантропа обнаружены крупные и крайне примитивные орудия. Таким образом, Кениантроп был первым существом, начавшим изготавливать каменные орудия труда. Между ними и орудиями наших прямых предков – почти миллион лет. Судя по размерам и форме, орудия Кениантропа использовались не для резки мяса, а для раскалывания чего-то твёрдого.
5. Австралопитеки массивные
Парáнтроп массивный
Парантропы были крупными, до 70 кг весом, растительноядными существами, жившими по берегам рек и озёр в густых зарослях Южной Африки 2,5–0,9 миллиона лет назад. Отличительная черта парантропов – очень крупные челюсти с огромными жевательными зубами. Образ жизни их в чём-то напоминал образ жизни современных горилл. Тем не менее, они сохранили двуногую походку. Эти существа, возможно, использовали костяные орудия для вылавливания термитов.
Парáнтроп эфиопский
Это древнейший из массивных австралопитеков и единственный среди этой группы, имевший резко выступавшие вперёд челюсти. Череп парантропа эфиопского сочетает в себе примитивные признаки, сближающие его с ранними и грацильными австралопитеками, и специализированные черты массивных австралопитеков. Парантроп эфиопский — вероятный предок более поздних восточноафриканских массивных австралопитеков – Парантропа Бóйса.
Парáнтроп Бóйса
При росте до полутора метров Парантроп Бойса мог весить до 90 кг. На его черепе бросаются в глаза огромные челюсти и большие костные гребни, служившие для прикрепления жевательных мышц. У этих австралопитеков челюстной аппарат достиг максимального развития. Первый открытый череп этого вида из-за размеров зубов даже получил прозвище «Щелкунчик». Его рацион, вероятно, состоял из огромного количества жёсткой грубоволокнистой растительности.
5. Ранние Хомо
Человек рудольфский
Древнейший человек, обладавший крупным (по сравнению с австралопитеками) мозгом (более, чем 700 см3), и в то же время более массивный и крупнозубый, чем Человек умелый. Около двух миллионов лет назад оба вида обитали вместе на территории Восточной Африки. Находки, сделанные в Кении в последние годы, позволили выделить Человека рудольфийского в самостоятельный вид и уточнить его положение на лестнице эволюции человека. Некоторые учёные считают его потомком Кениантропа, другие предполагают близкое родство с Парантропами.
Человек из Дманиси
Это вид раннего человека, описанный по останкам, найденным на территории Грузии. Гоминиды из Дманиси – древнейшие люди, вышедшие за пределы Африки (1,8–1,9 миллиона лет назад). По объёму мозга Человек из Дманиси ненамного превосходит грацильных австралопитеков. Его «первобытный» облик подчёркивают плоский лоб, огромное надбровье, гигантские торчащие вперёд челюсти. У одного из найденных черепов (пожилого мужчины) полностью отсутствовали зубы (видимо, за ним ухаживали и кормили мягкой пищей; в этом случае мы имеем дело с древнейшим свидетельством заботы о старых и больных соплеменниках).
Человек умелый
Человек умелый (2,3–1,5 миллиона лет назад) – первый из наших предков, который стал регулярно изготавливать каменные орудия труда и перешёл на всеядность. С него начинается бурный рост размеров головного мозга. Череп его стал более округлым и высоким, мозговая полость – более крупной, лобная кость – более выпуклой, хоть и наклонена назад. Челюсти и зубы стали меньше, чем у австралопитеков, но всё ещё превосходили размерами зубы более поздних представителей рода хомо. Таким образом, отчетливо проявляется эволюционная тенденция к общему постепенному уменьшению размеров зубов. Стопа человека умелого почти неотличима от современной: большой палец полностью приведён к остальным. Затылочное отверстие вытянутое, смещено вперед на основании черепа, что свидетельствует о прямохождении. Человек умелый был создателем ранней галечной (так называемой «олдувайской») культуры. Он иногда определяется как поздний грацильный австралопитек, однако ряд прогрессивных признаков в строении приближает его к более поздним гоминидам. Хабилис – наиболее вероятный предок всех более поздних людей.
Человек наледи
Многочисленные кости этих древних людей были обнаружены спелеологами в одной из южноафриканских пещер в 2013 году. Исследовавшая эти останки группа антропологов описала новый вид древних людей – Хомо наледи. Эти люди имели маленький рост (около полутора метров) и довольно большой, хоть и примитивный по строению, мозг (460–560 см3). Характерны также очень маленькие зубы, прогрессивное строение кисти и почти человеческая стопа. Главная проблема – пока не удалось определить возраст этой уникальной находки, так что главные открытия, связанные с Хомо наледи, ещё впереди.
6. Архантропы
Человек работающий
Человек работающий (1,8-1,4 миллиона лет назад) выделился среди ранних представителей рода Хомо. Судя по пропорциям скелета (высокий рост, длинные ноги и узкие плечи), он освоил новую экологическую нишу – саванны. Объём мозга часто достигал значений современного человека. Бурно развивались зоны мозга, отвечающие за зрение, память, координацию движений. Быстро развивались способности к речи. Использовали огонь и охотились.
Человек прямоходящий (Африка)
Человек прямоходящий (Хомо эрéктус) – наиболее массивный представитель древнейших людей. Являясь уже несомненными людьми, Хомо эректус всё же сильно отличались от современного человека, так что многие антропологи склоняются к выделению для них особого рода Питекантропов. Эректусы появились в Восточной Африке и через территорию Ближнего Востока широко распространились по Евразии, достигнув на востоке Индонезии, а на западе – Испании. При этом население, судя по всему, концентрировалось в южных областях и не выходило за пределы субтропического пояса. Видимо, существовало как минимум две основных географических ветви этих гоминид – западная или афро-европейская и восточная или азиатская. От более поздних гоминид Хомо эректус отличались в основном заметно более низким черепом и деталями строения лица. Создатели ранней и средней ашельской культуры каменных орудий.
Синантроп
Это азиатская форма Человека прямоходящего, многочисленные находки которой сделаны в пещере Чжоукоудянь около Пекина. Судя по обилию материалов, древние люди обитали в пещере в течение сотен тысяч лет. Интересно, что черепа в верхних слоях пещеры прогрессивней, чем в нижних: здесь происходила локальная эволюция. Синантропы – вероятные предки азиатского Гейдельбергского человека.
Человек флорéсский
Люди с острова Флорес - пожалуй, наиболее интригующая палеонтологическая находка XXI века. Карликовые человечки с крошечным мозгом поражают своим причудливым внешним видом – крайне низким ростом (чуть более метра), маленьким (меньшим, чем у шимпанзе) мозгом, а также непропорционально большими руками. За эти особенности журналисты окрестили Человека флоресского «хоббитом».
7. Палеоантропы
Человек предшествующий
Этот вид известен пока только из одного местонахождения в Испании. Скорее всего, Человек предшествующий - предок гейдельбергского человека, и, возможно, общий предок неандертальца и человека разумного. У него были крупные надбровные дуги, длинная и низкая черепная коробка, массивная нижняя челюсть без подбородка и крупные зубы, как у неандертальца. Лицо, напротив, было относительно плоским и не выдавалось вперёд, то есть было похожим на лицо современного человека. Рост - 1,6–1,8 м, вес взрослого мужчины - примерно 90 кг, объём мозга - около 1000 см3.
Человек гейдельбéргский
В промежутке времени примерно от 500 до 130 тысяч лет назад разные части света были населены людьми, сильно отличающимися друг от друга. Однако их особый промежуточный облик позволяет объединить их под обобщающим названием Человек гейдельбергский. Форма мозга Человека гейдельбергского говорят о резком прогрессе в разных областях (особенно – в использовании речи). Он заселил не только тёплые, но и области с умеренным климатом в Европе и Азии, что потребовало нового уровня приспособленности, более активного использования огня, строения жилищ, изготовления новых видов орудий.
Человек хельмéи
Человек хельмеи, обитавший в Африке 500–130 тысяч лет назад, – африканская форма палеоантропов, не имеющая специализированных признаков европейских неандертальцев. Часто их относят к «архаичным Хомо сапиенс». Наши прямые предки. В строении черепа Человек хельмеи мозаично сочетаются архаичные и «сапиентные» черты. Отдельные представители этого вида уже ничем не отличались от нас, но в среднем имели всё же более покатый лоб, выступающее надбровье и крупные челюсти. Первые люди, у которых появился подбородочный выступ. Люди хельмеи изготавливали настоящие наконечники и начали делать орудия из кости.
Человек неандертальский
Наиболее изученный вид ископаемых людей, описанный ещё 150 лет назад. Обладали множеством вполне человеческих черт строения и поведения, но всё же заметно отличались от нас – в том числе, значительной массивностью скелета и черепа. Вероятно, их многие особенности сформировались под влиянием тяжелейших условий ледникового периода около 70–60 тысяч лет назад. У некоторых представителей объём головного мозга превышал значения, типичные для современного человека. Неандертальцы могли скрещиваться с людьми современного типа, и современные неафриканские популяции Хомо сапиенс имеют от 1 до 4% неандертальских генов.
Человек денисовский
Загадочный вид, описанный на основании анализа ДНК из фаланги мизинца, найденной в Денисовой пещере на Алтае. Выяснилось, что сначала разошлись линии сапиенсов и общих предков неандертальцев с денисовцами, а несколько позже – линии неандертальцев и денисовцев. В период 20–40 тысяч лет назад на Алтае и в ближних регионах жили три «варианта» людей: денисовцы, неандертальцы и типичные сапиенсы. Исследование генома древних людей из Денисовой пещеры показало, что и они (как и неандертальцы) внесли свой вклад в генофонд некоторых популяций современных людей.
8. Неоантропы
Человек разумный
Человек разумный (Хомо сапиенс) – единственный ныне существующий вид гоминид. Время существования данного вида: 45 тысяч лет назад – современность (иногда нижнюю границу отодвигают до 160 и более тысяч лет назад). С момента около 40-45 тысяч лет назад люди современного облика (разве что несколько более массивные, чем мы) – неоантропы – известны практически по всей территории планеты: в Африке, Европе, Азии и Австралии. Только Америка была заселена позже – по последним данным, около 15 тысяч лет назад. Население Европы, относящееся к современному виду людей, жившее в эпоху позднего палеолита (40–10 тысяч лет назад), называется кроманьонцами (по названию пещеры Кро-Маньон во Франции, где в 1868 году были сделаны важные находки скелетов людей и орудий). Кроманьонцы 5 тысяч лет подряд соседствовали с неандертальцами. Процесс возникновения современного вида человека (сапиентация) заключается как в биологической перестройке (увеличении мозга, округлении черепа, уменьшении размеров лица, появлении подбородочного выступа), так и в социокультурных новшествах – возникновении искусства, символического поведения, техническом прогрессе, развитии языков.
Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» (сайт сайт) предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Они бесплатно доставляются в большинство учебных заведений, а также в ряд больниц, детских домов и других учреждений города. Издания проекта не содержат никакой рекламы (только логотипы учредителей), политически и религиозно нейтральны, написаны лёгким языком, хорошо иллюстрированы. Они задуманы как информационное «тормошение» учащихся, пробуждение познавательной активности и стремления к чтению. Авторы и издатели, не претендуя на академическую полноту подачи материала, публикуют интересные факты, иллюстрации, интервью с известными деятелями науки и культуры и надеются тем самым повысить интерес школьников к образовательному процессу. Отзывы и пожелания направляйте по адресу: pangea@mail.. Мы благодарим Отдел образования администрации Кировского района Санкт-Петербурга и всех, кто бескорыстно помогает в распространении наших стенгазет.
Дорогие друзья, спасибо, что вы с нами!
- 1с предприятие 8.3 закрытие месяца. Как закрывать квартал начинающему бухгалтеру пошаговая инструкция. Настройка учетной политики организации
- Продажа ос в 1с 8.3 бухгалтерия. Как в «1с» отразить продажу основных средств и мнма. Продажа основного средства с восстановлением амортизационной премии
- Расчет и калькуляции себестоимости продукции Расчет себестоимости путем распределения расходов
- Самые счастливые люди на Земле: особенности и интересные факты