Реферат: Кениантроп
Череп кениантропа и его местоположение среди разных видов и родов, предшествовавших происхождению современного человека. Ардипитек – наиболее ранний из известных гоминид, или человекообразных. Он родственен австралопитекам, в частности A.anamensis, живших в Кении около 4 млн лет назад. Считается, что А.anamensis являлся своеобразным общим звеном, через которое шла рамификация-радиация разных направлений эволюции: австралопитеков с Люси в качестве наиболее известного представителя, которые «выродились» в конечном итоге в парантропов, а также кениантропов, развитие которых в конечном итоге привело к производящему орудия H.habilis («умелый») и H.erectus («прямоходящий»). Несет ли H.erectus в себе гены H.habilis, еще предстоит выяснить, но так или иначе от него произошел неандерталец, просуществовавший на Земле в 10 раз дольше вида H.sapiens, а затем и H.sapiens.
Внизу указан масштаб времени в миллионах лет
Довольно молодо население современной Центральной и Южной Африки. А в Азии одна волна заселила Индию и Пакистан, а другая ушла в Китай и Индокитай. При этом население Японии оказалось древнее китайцев и тайваньцев. Довольно молоды популяции хунхузов в Маньчжурии, а также народности, населяющие Центральную Азию и Сибирь.
Спор вызвал возраст австралийских аборигенов и папуасов Новой Гвинеи. Но об этом несколько позже, а пока приведем комментарий научного редактора журнала Nature: «Историческая популяционная генетика, или археогенетика, представляет собой квантовый скачок в нашем понимании генеза (происхождения) современного человека. Важно также и то, что ДНК для анализа получена от ныне живущих людей, а не от редких и часто неполных ископаемых останков».
Возраст волны миграции современного человека авторы определили в 40–50 тыс. лет. Почему же Ева была намного старше? Вероятно, можно говорить об ошибке метода. С другой стороны, высказывается предположение, что молекулярные мутации в женском геноме произошли раньше. Но это вопрос будущих исследований.
Другая группа ученых проанализировала все 16,5 тыс. нуклеотидных пар митохондриальной ДНК 53 добровольцев из разных языковых групп и пришла к сходным результатам, выделив четыре основных «ветви». Из них три наиболее древние ведут к индивидуумам африканского происхождения, четвертая же включает как африканцев, так и неафриканцев. Часть из древних неафриканцев дала начало популяциям, мигрировавшим в Европу и Азию. Другие «наследники» остались в Африке. Исход из Африки датируется учеными примерно в 52 тыс. лет.
Я уже собирался поставить точку в разделе молекулярной истории человечества и перейти к последней части этой статьи, как вдруг пришло еще одно сообщение на эту тему, на этот раз из Массачусетского технологического института (Бостон, США). Эрик Ландер, занимающийся генетикой и структурой ДНК, сделал в шотландском городе Эдинбурге сообщение на очередном заседании в рамках проекта «Геном человека». Ландер рассказал, что его сотрудники расшифровали последовательность ДНК 300 хромосом, взятых у шведов, жителей Центральной Европы, а также нигерийцев.
Анализ генетических различий показал, что рекомбинация генов в хромосомах африканцев осуществлялась намного интенсивнее, чем у европейцев. У последних наблюдаются длинные последовательности неперетасованных генов. Подобная ситуация возможна только в том случае, если европейцы произошли от небольшого числа хромосомных типов, которые обусловили менее значительный, чем у африканцев, генетический «микс», т.е. перемешивание генов. А это свидетельствует о том, что современные европейцы произошли от нескольких сотен (!) человек, пришедших из Африки всего лишь 25 тыс. лет назад.
Теперь, считает Ландер, для уточнения анализа необходимо провести сравнение хромосом у людей, живущих в самых разных точках мира. «Хромосомы – это учебник истории человека», – сказал он. Да, сегодня людей насчитывается 6 млрд, но генетические вариации показывают, что в скрещивании участвует всего лишь несколько десятков тысяч хромосомных типов и все мы чрезвычайно близкородственны друг другу. «Мы небольшой вид, который стал многочисленным буквально в мгновение ока», – добавляет Ландер.
Последние результаты датировки возраста генома указывают на то, что современный человек «вышел» из Африки довольно поздно. Это была чрезвычайно активная и агрессивная генерация, которая превосходила все более ранние волны в главном, а именно в развитии мозга. Можно сказать, что вся эволюция этой последней волны шла лишь в одном направлении – по пути увеличения функциональных способностей мозга.
Но увеличение размеров и функциональной активности мозга имело и свои негативные стороны, одна из которых – интенсивный энергообмен. Орган, масса которого составляет всего лишь 1,5% от массы тела, потребляет 20–25% такого энергоносителя, как глюкоза!
Не связано ли в таком случае прямохождение с тем банальным физическим фактом, что это наиболее эффективный способ охлаждения мозга, который окисляет неимоверные количества глюкозы? Аналогичную ситуацию мы наблюдаем и на примере с тестикулами, которые «выводятся» из тела, иначе клетки – предшественники спермиев гибнут от перегрева. Перегрев же возникает в силу того, что при образовании спермиев осуществляются два акта синтеза ДНК на клетку, а синтез идет при участии АТФ, ГТФ и других фосфатсодержащих метаболитов, при расщеплении которых половина запасенной энергии рассеивается как тепло.
Но завершим разговор о прямохождении, хотя было бы интересно посмотреть, когда возникли обуславливающие это качество гены. Отметим, что гены этого признака не всегда экспрессируются, как, например, у различных «Маугли». Следовательно, прямохождение тоже должно быть недавним приобретением.
Для рассматриваемой темы гораздо важнее вопрос, почему наши предки волнами мигрировали из Африки. Что заставляло их покидать это столь благоприятное местообитание? Ответ дают новейшие открытия. Одна из причин заключается в повышенном фоне инфекционных, в том числе вирусных, заболеваний. Можно сказать, что вирусы типа иммунодефицита и Эбола выгоняли наших предков с африканских просторов. Прибавьте сюда бактериальные заболевания, глистов, паразитов-простейших: трипаносому, вызывающую сонную болезнь, т.е. поражение мозга, а также малярийный плазмодий, также в 10–15% случаев поражающий мозг.
Косвенным подтверждением подобного взгляда является открытие оксфордских ученых, которые обнаружили, что ген пигмента феомеланина, ответственного за «рыжину» и веснушки, достался нам не от нашего непосредственного предка, а от... неандертальца. Возраст мутации, обусловившей рыжину, составляет 100–150 тыс. лет, т.е. она намного старше вида современного человека. А феомеланин, как указывают оксфордцы, защищает нас не только от рака, но также и от многих паразитарных заболеваний, т.е. является иммуномодулятором, что было крайне важно для сохранения такого «хрупкого» вида, как человек.
По-видимому, это единственный ген, доставшийся нам в наследство от неандертальцев. Но если в нашей генетической «памяти» не осталось других признаков неандертальцев, остается предположить, что кроманьонец просто вытеснил своего предшественника. Доказать это сегодня трудно, но при смешении древних рас современное человечество не было столь однородным генетически.
«Замещение» неандертальцев видом современного человека доказывается молекулярными исследованиями. Российские ученые недавно проанализировали ДНК, извлеченную из костей неандертальского ребенка, найденных в Межмайской пещере на Кубани. Радиоуглеродный анализ ископаемых останков показал, что захоронению 29 тыс. лет (буквально «накануне» последнего исхода людей из Африки). Вывод, сделанный учеными, был однозначен: ДНК неандертальца не сделала никакого «вклада» в геном современного человека. Не получили также наши ученые и данных в пользу «полицентрического» происхождения человека, т.е. возникновения его помимо Африки также и в Азии. Время расхождения между неандертальцами и нашими предками ученые оценивают в 600 тыс. лет.
Таким образом, достижения современной науки помогают решить вопрос о времени появления вида современного человека и прояснить, от каких обитавших где-то в Африке предков он произошел.
Журнал Proceedings of the National Academy of Sciences (США) опубликовал в начале 2001 г. статью Алана Торна из Национального университета в Канберре, который еще в 1995 г. начал выделять ДНК из костных останков человека, захоронение которого было найдено на берегу озера Мунго, расположенного в штате Виктория на самом юге Австралии. В 1999 г. три метода радиоуглеродного анализа определили возраст захоронения в 60 тыс. лет.
Торн выделял и определял последовательность нуклеотидов в митохондриальной ДНК, которую затем сравнивали с ДНК, выделенной из останков 9 других древних австралийцев «возрастом» от 8 до 15 тыс. лет, а также с генетическим материалом 3453 организмов из различных частей мира: шимпанзе бонобо, неандертальцами с Кубани и из Германии и нашими современниками.
Анализ ДНК позволил построить эволюционное древо, показывающее, что первыми в направлении современного человека «отщепились» шимпанзе, а затем неандерталец и Мунго-мэн. Торн считает, что H.erectus вышел из Африки впервые 1,5 млн лет назад. Предки человека с озера Мунго эволюционировали в Азии, постепенно мигрируя на Зеленый континент, после чего... исчезли. Что же произошло?
Ученый видит причину в том, что люди волны Мунго были или «выедены», или исследуемый ген почему-то не передался от матери к дочери. Другие его коллеги полагают, что черепа даже 25–30-тысячелетней давности имеют характеристики, сходные с более древними (40–200 тыс. лет), что свидетельствует о большой консервативности костной ткани, в то время как гены гораздо лабильнее. Это может также свидетельствовать в пользу того, что «новоприбывшие» скрещивались все-таки с более древними, возможно, и с неандертальцами.
И все же... Джим Баулер, который в 1974 г. нашел Мунго-мэна, считает, что все эти рассуждения – ерунда. Он никогда особенно не верил в древность своей находки, считая, что ей всего лишь 20 тыс. лет. И тогда все встает на свои места и соответствует сроку 25 тыс. лет, о котором говорилось в сообщении из Бостона.
Откуда же такая разница? Да очень просто: попробуйте выделить ДНК из окаменевших костей. Получить-то вы ее получите, а вот в каких количествах! Поэтому Торн и сравнивал всего-то один ген, а при таких малых объемах информации для сравнения ошибки могут быть весьма значительными. Так что следует ждать из Австралии более полных данных.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://learnbiology.narod.ru
