Жан-Батист де Панафье - Сапиенс для пляжа: изучаем происхождение человека

• Название: Сапиенс для пляжа: изучаем происхождение человека
• Автор: Жан-Батист де Панафье
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2020
• ISBN: 978-5-04-102902-9

Перед вами история Homo sapiens, Человека разумного, рассказанная в необычной манере, непринужденно и увлекательно. Кто мы на самом деле, как происходила наша эволюция? Жан-Батист де Панафье в своей книге дает нам возможность по-новому взглянуть на самих себя. Серия «Наука на отдыхе» предлагает новый подход к изучению науки. Девиз серии: отдых-солнце-книга. Изучайте науку с удовольствием!

---

Еще одна любопытнейшая находка, останки Ardipithecus, имеет более позднюю датировку и более высокую сохранность костей. Этой особи 4,4 миллиона лет, ее описал в 2004 году американский исследователь Тим Д. Уайт после 15 лет изучения тысяч скелетов и костных фрагментов, обнаруженных во время раскопок в Эфиопии. Судя по тому, что находку окружали останки животных, гоминид жил в лесу; имел рост около 1,20 м и отлично умел и ходить на приличные расстояния, и лазать по деревьям. Большой палец стопы у него торчал в сторону, но сама стопа была менее гибка, чем у шимпанзе. Ему было немного легче, чем обезьянам, передвигаться на двух ногах, но его руки и пальцы с длинными согнутыми фалангами все еще были отлично приспособлены для жизни на деревьях. Его мощные клыки были унаследованы от предков, а череп по объему – сравним с черепом шимпанзе. Некоторые исследователи склонны считать его прямым предком австралопитека (и, следовательно, человека), другие же видят в нем скорее дальнего родственника, более близкого все-таки к ветви шимпанзе.

Гоминоиды, гоминины, гоминиды

Среди приматов выделяют гоминоидов – обезьян, у которых есть копчик, рудимент из нескольких позвонков, заменивший длинный хвост их далеких предков. К этому зоологическому семейству принадлежат все ископаемые обезьяны, происходящие от проконсула, обитавшего в Африке 23 миллиона лет назад, и дюжина современных видов: гиббоны, орангутаны, гориллы, шимпанзе, бонобо и человек.

Гоминоиды отличаются и рядом других особенностей – строением кистей рук, расположением лопаток. Они противостоят, таким образом, церкопитекоидам, обезьянам Старого Света с длинными хвостами (последние не утратили их в процессе эволюции). А обезьяны Америки, Нового Света, относятся к еще более отдаленной группе приматов, широконосых обезьян.

Классификация гоминоидов в последние годы претерпела серьезные изменения в связи с новыми открытиями, пролившими свет на наши родственные связи, раскопками, в ходе которых были найдены ископаемые скелеты исчезнувших видов, и расшифровкой ДНК тех и других. Сегодня зоологи относят к гоминоидам орангутанов, горилл, шимпанзе, бонобо, человека и многочисленных представителей вымерших видов.

Что касается гомининов, то в это подсемейство входят виды, более близкие к человеку, чем к шимпанзе. Палеоантропологи уже описали около 20 подобных видов; среди них такие, как сахелантроп, австралопитек, парантроп, и некоторые виды рода Homo, такие как Н. habilis, Н. erectus, Н. neanderthalensis и Н. sapiens. Ученые полагают, что все они прямоходящие.

Многообещающие мутации

Хотя ископаемые останки и дают нам примерное представление о времени и месте появления первых гомининов, тем не менее сейчас у нас есть и другой, дополнительный источник информации – ДНК. С тех пор как расшифровка этой молекулы стала рутинной процедурой в исследовании, как биологическом, так и палеонтологическом, уже миновало несколько лет (см. ниже раздел «ДНК, гены, мутации»).

Различия между ДНК человека и шимпанзе стали результатом мутаций, случившихся после расхождения этих двух линий. Исследователи обнаружили в ДНК точечные мутации (например, участок молекулы А был заменен на С), подавление одних отрезков молекулы и удвоение других, изменение порядка составляющих молекулу оснований (два вида имеют разный набор хромосом). Некоторые из этих мутаций не имели явных последствий, тогда как другие ответственны за те особенности, что отличают человека от шимпанзе. Сравнивая геномы, исследователи надеются выявить генетические события, которые привели к серьезному расхождению этих видов.

Похоже, что именно исчезновение или дезактивация некоторых участков ДНК сыграли важную роль в процессе расхождения видов. Например, у человека и шимпанзе разные гены отвечают за производство миозина, белка, участвующего в процессе сокращения мышц. Ген MYH16 производит вариацию миозина, участвующую в процессе жевания. А у человека этот ген не активен. Возможно, эта мутация способствовала уменьшению челюсти у наших предков.

Мутации могут влиять и на поведение особей. К примеру, человек в процессе эволюции утратил вибриссы (очень чувствительные осязательные жесткие волоски, которые есть у многих млекопитающих, в том числе и у шимпанзе) и шипы на пенисе, крошечные кератиновые бугорки, которые у шимпанзе наличествуют. Утрата этих шипов снизила чувствительность пениса и привела к увеличению продолжительности полового акта (у шимпанзе он очень короток). А нам известно, что приматы, утратившие эти шипы, как правило, моногамны.

То же самое можно предположить и относительно других особенностей строения и поведения, отличающих человека от крупных обезьян: таких как утрата физических изменений во внешности во время периода овуляции или развитие вторичных половых признаков вроде женской груди или отсутствия волос на лице. Эти мутации придают большую значимость отношениям между полами и меняютжизнь гомининов, усиливая привязанность между самцами и самками, делая более тесными их социальные связи и в конечном счете повышая защищенность малышей.

ДНК, гены, мутации

Любая из наших клеток содержит 46 хромосом, представляющих собой скрученные и сложенные гармошкой нити ДНК. Наш геном, то есть наша ДНК – это огромная цепь, состоящая из 3,2 миллиарда нуклеотидов, то есть четырех основных элементов, обозначаемых буквами «А, Т, Г и Ц».

Термин «секвенировать ДНК» означает установить последовательность, в которой эти элементы следуют друг за другом (например, АГАТЦЦ). Эта последовательность отличается не только у разных биологических видов, но и у представителей одного и того же вида. Гены – это фрагменты ДНК, которые транслируют приказы, регулирующие деятельность клетки. В 20 тысячах человеческих генов записана вся информация, необходимая для развития индивидуума и функционирования его клеток. Другие отделы ДНК играют важную роль в управлении этой сложной системой передачи приказов, контролируя различные проявления генов, степень их активности. Активность тех или иных генов меняется на различных стадиях развития особи или же в различных типах клеток.

Мутация – это нарушение последовательности ДНК, произошедшее в результате той или иной случайности. Если ген подвергается мутации, то его активность часто претерпевает изменения. Любой ген может принимать разные формы, так называемые аллели: последовательности составляющих их нуклеотидов отличаются в результате произошедших мутаций.

Если мутация происходит в половой клетке, яйцеклетке или сперматозоиде, которые участвуют в процессе оплодотворения, новый организм в каждой своей клетке воспроизведет эту мутацию (однако только в половине собственных половых клеток). Таким образом мутации передаются из поколения в поколение. Каждая новая особь несет от 100 до 200 новых мутаций, переданных ей родителями – к счастью, большая часть из них не имеет никаких последствий для развития и жизни.

Встать на ноги

Воистину революционный момент в истории гомининов – это переход отхождения на четвереньках к хождению на двух ногах, вертикально. Именно способ передвижения отличает представителей этого семейства от их ближайших родственников (конечно, следует отметить, что известны и другие приматы, передвигавшиеся на двух конечностях без всякой связи с гомининами, например, живший около 8 миллионов лет назад ореопитек). Чем было вызвано такое изменение образа жизни? Ведь смена способа передвижения спровоцировала существенное преобразование скелета и повлияла на процесс вынашивания зародыша. Стопа приобрела аркообразную форму, что позволило ей выдерживать вес тела. Крупный большой палец на стопе уменьшился в размерах и стал в одну линию с остальными – им больше не удавалось за что-нибудь ловко уцепиться. Одновременно укрепились суставы и связки щиколотки и колена. Смещение центра тяжести тела повело за собой изменение тазобедренных суставов. Для удержания в равновесии верхней части тела, торса, потребовалось усиление ягодичных мышц – они стали более выпуклыми, выступающими – округлые ягодицы характерны именно для человека. Тазовые кости сдвинулись, сформировав широкое вместилище для органов пищеварения и одновременно создав надежную опору для мышц бедер. Однако таз играет активную роль в родах, и изменение его формы привело к сокращению периода вынашивания плода и рождению младенца с недоразвитыми костями черепа, что позволяло ему успешно выйти наружу через узкое отверстие тазового дна. Поясничные позвонки, расположенные в основании позвоночника, стали шире и короче. Затылочное отверстие сместилось в основание черепа, снижая тем самым еще и нагрузку на мышцы шеи, удерживающие голову (см. рисунок на с. 10).