Текст книги "Знание–сила, 2003 №02 (908)"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 13 страниц)

Во всем мире

Наука ищет истину в генах

Международная группа биологов установила недавно, что при обследовании скелета, находящегося в приделе базилики Санта-Юстина в итальянском древнейшем городе Падуя, речь может идти о посмертных останках апостола Луки. Да-да, того самого, который наряду с Матфеем, Иоанном и Марком является создателем собственного Евангелия. Ранее многие исследователи христианства были убеждены, что здесь покоится неким знатный грек. Теперь же науке довелось доказать, что это мощи святого Луки, вот каким образом.

Ученые во главе с Гвидо Барбуджани «позаимствовали» у скелета два зуба и подвергли их генному анализу. Согласно ему, скончавшийся – уроженец Сирии. Исторические источники утверждают, что автор Евангелия от Луки захоронен там, на родине, около 65 года от Рождества Христова. Генетики сопоставили ряд наследственных признаков, характерных для греков, сирийцев и византийцев, живших в то же время, что и Лука. Выявленные генетические маркеры подтверждают, что находящееся в зтой базилике тело имеет страной своего происхождения Сирию, а не Грецию. Дальнейшие перезахоронения апостола таковы: Лука вторично был погребен в Греции в 150 году новой эры, через 150 лет его прах был перенесен в Константинополь, а примерно тысячу лет назад – в Падую. Здесь он и был опознан с применением новейших научных методов.

Заимствован из природы

На рынке джинсовой ткани грядет настоящая революция! Дело в том, что в мире давно идет неприятие всего искусственного, в том числе тканей и красителей. В этом направлении работают и американские ученые. Недавно им удалось внедрить в структуру обычного хлопка гены растений, цветущих интенсивным синим цветом. Так что теперь красители станут абсолютно натуральными. В скором времени ученые собираются разнообразить цвет джинсов и другой одежды, причем спектр цветовых оттенков может быть очень разнообразным: ведь он заимствован из природы. А новую технологию изготовления джинсов собираются ввести в производство к 2005 году

Антиматерия в ловушке

В последние годы внимание физиков привлекают античастицы. Они схожи массой и спином с элементарными частицами, отличаясь от них, например, знаками электрического заряда и магнитного момента. Долгое время античастицы были случайными гостьями в научных лабораториях. Однако в 1996 году во время опыта, поставленного в Лаборатории Ферми в Чикаго, удалось накопить семь антиатомов водорода, соединив антипротоны с позитронами, то есть антиэлектронами. Правда, антиатомы мчались почти со световой скоростью; их не удалось детально исследовать. В опыте, поставленном в Европейском центре ядерных исследований (CERN), удалось продвинуться гораздо дальше. Здесь было синтезировано несколько тысяч антиатомов водорода. Прогресс ощутим, антиматерия уже осязаема

В студенческие годы президент компании Мацуо Киеси играл е бадминтон и даже занял первое место на чемпионате Азии

Вот это струна!

Японская компания Госэн еще 40 лет назад изменила виды спорта, в которых используются ракетки, отвергнув материал для струн, получаемый из кишечного тракта овец и коров. Разработчики Госэн добились того, что их синтетическая струна стала такой же стойкой, как и из природных кишок. А недавно ради защиты окружающей среды они разработали на основе зернового крахмала экологически чистую и биологически разложимую струну. Сегодня теннисисты мирового класса признают только струны Госэн.

Биологически разложимые «кишки», сделанные частично из зернового крахмала ради защиты окружающей среды

Самый большой объект во Вселенной

В созвездии Льва обнаружено крупнейшее скопление галактик. Оно протянулось на шестьсот с лишним миллионов световых лет Расположено оно примерно в шести с половиной миллиардах световых лет от нас. Если глядеть на него с Земли, то его площадь примерно раз в сорок больше площади лунного диска в пору полнолуния.

Открыли эту гигантскую структуру Луис Кампузано из Чилийского университета и Роджер Клоуз из Ланкширского университета. Ученых удивило странное скопление квазаров на этом участке неба – их нашлось там восемнадцать вместо привычных двухтрех. Квазары – зто необычайно активные ядра молодых галактик. Обычно звездные системы, пребывающие на таком большом расстоянии от Земли, уже не видны нам. Лишь квазары отмечают, что там, вдали, есть галактики.

Общую массу этого скопления галактик пока не удалось подсчитать, поэтому не ясно, вписывается ли оно в стандартную модель космологии. Если масса его чересчур велика, то эта модель не объяснит, каким образом всего через несколько миллиардов лет после Большого Взрыва возникла такая громадная структура.

Всем пассажирам – по воздушному мешку!

Инженеры американской фирмы «ВF-Goodrich» позаботились о безопасности авиапассажиров. Они встроили в ремень, которым пристегиваются при взлете и посадке самолета, «айрбег» – «воздушный мешок». Если машина неудачно приземлится и ее тряхнет, то в считанные миллисекунды мешок раздуется, защищая человека от тяжелых травм. Не секрет, что при вынужденной посадке многие пассажиры получают опасные повреждения (например черепномозговые травмы), которых теперь можно будет избежать.

Различить неразличимое

Наличие множественных различий – морфологических (строение), поведенческих (повадок зверей), экологических (особенностей их среды обитания) и, наконец, генетических – затрудняет проблему определения вида. На помощь призываются новые средства – гены.

Так, семейство кошачьих, насчитывающее тридцать семь видов, включает, помимо львов, пантер, леопардов, ягуаров и прочих усатых и пушистых четвероногих, пять подвидов тигров. Перечислим их: южнокитайский, сибирский, или, как мы привыкли называть, уссурийский, бенгальский, индокитайский и суматранский. В отношении последнего после анализа ДНК на общей группе из тридцати четырех «полосатых кошек» выявилось нечто сенсационное.

Оказывается, согласно научным выводам куратора Американского музея естественной истории в Нью-Йорке и его коллег, это совершенно другое существо. Этот тигр обладает тремя генетическими маркерами, не присущими ни одному представителю вышеперечисленных подвидов. Кроме того, у них не обнаружено явных расхождений в единой группе генов.

Ученые утверждают, что все это можно объяснить теорией образования острова Суматра 6-12 тысяч пет назад. Изолированный от сородичей тигр был лишен возможности перекрестного скрещивания и стал «выродком» – особым видом. Тогда как все остальные продолжали быть только подвидами.

Эволюция Науки Об Эволюции

Рафаил Нудельман

У начала начал?

Ни один человек находящийся в своем уме, не поверит слуху о том, что конкретная обезьяна родила конкретного человека. Хотя и может разделять представления о происхождении абстрактного человека от абстрактной обезьяны – в том далеком прошлом, где чудеса были повседневностью. При этом ни один из эволюционистов не взял себе за труд объяснить, чем происхождение отличается от рождения.

Симон Кордонский. «Кризисы науки и научная мифология». «Отечественные записки», 2002, № 7

Попробуем ответить на решительное высказывание С. Кордонского, пользуясь тем обстоятельством, что в среде палеоантропологов как раз сейчас идут горячие споры о том, что было у начала начал, – «о последней обезьяне и первом человеке». Читатель, надеемся, сможет воочию убедиться в том, что палеоантропологи оперируют совсем иными понятиями и реалиями, нежели автор помещенных выше скептических слов.

Туман и его соперники

Появление Тумая на карте наших предшественников вызвало заметное смятение в стане палеоантропологов. Наш журнал коротко представил Тумая в № 8 за 2002 год, теперь речь пойдет о причинах смятения.

На эволюционной ветви наших дальних предков становится тесновато. Раньше теснота характеризовала только ближнюю к нам часть этой ветви (2-3 миллиона лет назад), где обнаружилось одновременное (в рамках сотен тысяч лет) сосуществование двух, а то и сразу нескольких видов го минидов. Хоть это и создавало путаницу в ранее стройной картине человеческой эволюции, но палеоантропологи с ней смирились.

Однако в последние годы сразу три открытия поколебали прежде простую и ясную картину чередования не только поздних, но и самых ранних гоминндов. Даже в самой глубокой древности (5 с лишним миллионов лет назад) стало подозрительно тесно и появились проблемы. Об этих новейших открытиях и проблемах и пойдет речь.

Раньше человеческое происхождение выглядело так. Примерно 10-15 миллионов лет назад обезьяний род претерпел бурное ветвление на многие различные виды, потом прошел через «бутылочное горло» эволюции, когда большинство этих новых видов погибло, а немногие уцелевшие быстро дали начало гоминидам и предкам нынешних шимпанзе.

Первыми такими гоминидами долгое время считались австралопитеки афаренсис, типичным представителем которых была «Люси» – очень похожее на маленькую обезьянку прямоходящее сушество, проживавшее в Восточной Африке (3 – 3,6 миллиона лет назад), где несколько десятилетий назад и был обнаружен ее хорошо сохранившийся скелет (а позднее – кости еще одиннадцати ее соплеменников). Затем, в 1992 году, Тим Уайт обнаружил останки более древнего, чем Люси, гоминида возрастом 4,4 миллиона лет, который получил название ардипитекус рамидус и представлял собой настоящую мозаику обезьяньих и гоминидных черт. В нем было так много от обезьяны, что скептики вообще объявили его предком нынешних обезьян, а не гоминидов.

Ардипитек до сих пор остается сомнительным гоминидом, однако открытия последних лет подтвердили, что. вообще говоря, гоминиды действительно существовали задолго до Люси.

В октябре 2000 года, в год пресловутого Миллениума, в Кении между озерами Туркана и Виктория были найдены останки гоминида, возраст которого одна группа оценила в 5,8 – 6,1 миллиона лет, а другая – в 5,72 – 5,88 миллиона лет. При таком возрасте этот гоминид оказывался не только много более древним, чем Люси и даже Арди, но и древнее того предела в 5 миллионов лет, за которым, как до того считали специалисты, ветвь гоми нидов вообще отделилась от ветви обезьян. Не удивительно, что новое существо немедленно получило название «Первый человек», или на языке местного племени – Туген, оррорин тугененсис. Газеты, однако, предпочли назвать его «Миллениум мэн», что звучало много сенсационней. По утверждению палеоантропологов Сену и Пикфорда, которые нашли оррорина, их найденыш был «более человекоподобен, чем все остальные австралопитеки, включая Люси». Главным «человекоподобным» в нем было, по их мнению, прямохождение: судя по косточкам, он ходил даже лучше, чем Люси, то есть его походка была более похожа на человеческую.

Но пока Уайт возился с костями Арди, а Пикфорд и Сену с костями своих орроринов, в июле 2001 года участник новой экспедиции Тима Уайта молодой эфиопский стажер Хайле-Селассие (никакого родства с бывшим императором Хайле-Селассие) нашел на реке Аваш, совсем рядом с местом, где Уайт нашел ардипитека рамидуса, останки более древнего гоминида, которого он назвал ардипитекус рамидус кадабба (что уже на другом местном наречии означает опять же что-то вроде «самый древний общий предшественник», ибо «арди» – это почва, «рамид» – корень, а «кадабба» – предок). Кадабба действительно мог претендовать на звание «общего предшественника», потому что он очень походил на ардипитека, но был много старше него (Хайле-Селассие оценил его возраст в 5-6 миллионов лет). При этом, однако, он был на 20 процентов выше Люси, а главное – и он уже ходил прямо и на двух ногах, о чем свидетельствуют 2,5-сантиметровые косточки его ног, имеющие специфическую изогнутость, которой нет у обезьян и которая образуется именно при прямохождении.

А тем временем в далекой и жаркой пустыне Джураб, что в северной части Республики Чад (напомню: это уже не Восточная, а самая что ни на есть Центральная Африка), группа французского палеонтолога Брюне нашла череп еще одного древнего существа – Тумая, и древность слоя, в котором этот череп был обнаружен, была оценена в 7 миллионов лет!

Стены эволюционного здания опять затряслись. Мало того, что на нашей ветви снова стало тесно, мало того, что новый ее насельник оказался старше и ардипитека, и оррорина, так он еще бросил вызов одной из самых устоявшихся догм всей палеоантропологии. Она. палеоантропология, до сих пор считала, что гоминиды возникли именно в Восточной Африке, ибо так называемый Великий африканский разлом (следы которого цепочкой озер прорезают Кению и Эфиопию и, уйдя под Красное море, продолжаются затем в Израиле Мертвым морем, долиной Иордана и озером Кинерет) некогда разделил предков шимпанзе и предков человека таким образом, что первые остались к западу, а вторые к востоку от этого разлома.

Были построены изящные и остроумные схемы, убедительно объяснявшие, почему человек должен был развиться именно здесь, в Восточной Африке, и тот факт, что до поры до времени все останки древних гоминидов были найдены именно здесь,

весьма выразительно все это подтверждал. И тут вдруг гоминид с озера Чад! К западу от разлома, намного далее к западу. Как же с разломом?

Зачем ходить прямо?

И как быть с другой гипотезой, будто бипедализм (хождение на двух ногах) развился именно в Восточной Африке, потому что произошедшие здесь климатические изменения вынудили первых гоминидов перейти из леса в саванну, где за пишей нужно было ходить, а не прыгать по веткам? Ведь существо, открытое Брюне, судя по всему, проживало в лесу на деревьях, а между тем ходило прямо и «бипедально»!

Да, что загадочнее всего, с точки зрения прежних гипотез и представлений, – это лесное местопроживание новооткрытых гоминил. Судя по некоторым данным, Тумай, кадабба жили на деревьях, как обезьяна, а не в открытой саванне, как было положено всякому порядочному гоминиду, согласно всем общепринятым догмам. В таком случае зачем было прямохождение?

Раньше ученые думали, что именно прямохождение было тем важнейшим приобретением, которое отделило гоминидов от обезьян и дало им первый толчок к миллионолетней эволюции, венцом которой стал Шариков. Ибо, горло шагая на своих двоих, ранний гоминид мог выйти в саванну, которой, кстати (для обезьян – некстати), становилось все больше, найти там кость, оставленную львом и недомоданную гиеной, высосать из нее остатки костного мозга и благодаря этой «мясной диете» начать развиваться лучше и быстрее, чем оставшиеся на деревьях обезьяны. Эту картину можно понять, она греет наше эволюционное сердце. Гоминид создан для прямохождения, как обезьяна создана качаться на ветках. Но как понять, зачем гоминиду ходить, если он еще живет на деревьях?

Были немедленно предложены различные гипотезы, объяснявшие возможные выгоды прямохождения даже дли обитателей лесов и деревьев.

Самая интересная из них связывала пользу от прямохождения с сексом. По мнению автора этой гипотезы Лавджоя, древние самцы, которые ходили, гордо выпрямившись, тем самым освобождали себе руки и могли приносить самкам больше пищи, а сытые самки лучше выкармливали их детей, которые, согласно генам, тоже были прямоходящими, так что потомки таких самцов выживали в большем количестве и постепенно вытеснили потомство всех прочих самцов.

Однако наиболее радикальная гипотеза была выдвинута профессором Бернардом Вудом, который предположил, что бипедализм, то бишь прямохождение, возможно, вообще не является признаком очеловечивания. Есть ведь птицы с перьями, а есть существа с перьями, но не птицы. Все люди бипедальны, но не все, кто би~ педалей, – люди. Возможно, оррорин и кадабба и впрямь способны были ходить на двух ногах, но это не делало их ни на йоту ближе к современному человеку, поскольку по большинству других признаков они были все-таки ближе к обезьянам.

Предположение Вуда открыло истинный ящик Пандоры, потому что вызвало возобновление давнего и по сей день незавершенного спора о том, что вообще следует считать признаками близости к человеку. Иными словами: «Кто человек?». Знакомый вопрос. Предваряя готовый сорваться с уст ответ, повторю за профессором Вудом: все, кого вы имеете в виду, действительно люди, но люди в целом не сводятся только к тем, кого вы имеете в виду, увы. Так что давайте лучше подождем новых находок и посмотрим, что они расскажут специалистам.

Не забудем также, что шведский исследователь Арнасон произвел перекалибровку «молекулярных часов», и, согласно его новым расчетам, дата расхождения предлюдей и обезьян попадает в интервал 10,5 – 13,5 миллионов лет. Так что зазор между Тумаем (7 миллионов лет) и этим интервалом обещает еще множество открытий и неожиданностей.

Конкретный человек – детеныш конкретной обезьяны?

Тут самое время вспомнить о скептицизме С. Кордонского. Читатель видел, что предыстория человека длилась по меньшей мере 6-7 миллионов, и нет никакой, даже отдаленной возможности ставить вопрос так, как ставит его Кордонский.

Но тут возникает проблема, над которой ученые ломают голову уже не один десяток лет. А именно: что происходило в те миллионы или тысячи лет, которые отделяют друг от друга различные находки? Например, от Тумая (7,0) до Люси (3,1 – 3,5)?

Дарвин и все эволюционисты после него считали, что эволюция (и образование новых видов) всегда происходит только путем постепенного накопления медленно возникающих мелких отличий, почему же человек должен быть в этом исключением?

Лишь в последние десятилетия (главным образом, благодаря работам Н. Элдриджа и Ст. Гулда) возникла альтернативная «градуализму», то есть «постепенности», теория «пунктирной» эволюции. Согласно ей в ходе эволюционного процесса длительные периоды постепенных (и, по Гулду, практически несущественных для видообразования) изменений перемежаются короткими (разумеется, короткими в геологическом масштабе времени) всплесками бурного становления новых видов, имеющими характер «биологических катастроф». Но эта теория существует пока лишь на правах неподтвержденной гипотезы. Не случайно ведь, говорят сторонники градуализма, древнейшие гоминиды, все эти оррорины и кадаббы, представляют собой в анатомическом плане (скелет и зубы) подлинную мозаику человечьих и обезьяньих черт. Это, по их мнению, как раз и указывает на постепенность перехода от обезьян к гоминидам.

Этот подход запечатлен в ныне господствующей палеоантропологической концепции, согласно которой эволюция гоминидов (то есть переход от одного их вида к другому) происходила под давлением необходимости их постепенной адаптации к меняющемуся климату и ландшафту Восточной Африки (где за Великим африканским разломом впервые, как утверждает эта концепция, вообще появились гоминиды). Даже становление последнего по времени из этих африканских гоминидных видов, нашего Гомо сапиенс, было вызвано, говорят палеоантропологи-ортодоксы, серией особенно резких, почти катастрофических изменений глобального (и африканского) климата, начавшихся примерно 250 тысяч лет назад.

По мнению Ричарда Поттса из Смитсонианского института в Вашингтоне, такой адаптационный процесс, постепенно лепивший современного человека, состоял не столько в прямом приспособлении гоминидов к тем или иным изменениям климата, сколько в их приспособлении к самому «процессу изменений», то есть к факту изменчивости климата как такового. Иными словами, гоминиды постепенно приобретали все большую пластичность, которая давала им все более широкие возможности приспосабливаться ко всяким возможным изменениям. Вершиной этого процесса, по Поттсу, как раз и было появление современного человека с его «использованием сложных символических кодов и абстракций», а проще – своих растущих когнитивных способностей и языка, сначала – только для адаптации к меняющейся окружающей среде, а потом – и для решения все более сложных творческих задач.

Однако не все палеоантропологи согласны с таким представлением.

Упомянем здесь, что на протяжении эволюции от насекомоядных к человеку объем коры увеличился с 16 до 80 процентов от общего объема мозга. Это говорит о ее эволюционной важности. У современного человека здесь сосредоточены его языковые способности и мыслительные процедуры.

По мнению многих исследователей, такие простые, в сущности, анатомические различия, как общий объем мозга или степень развития его коры, могли быть следствием всего нескольких, а то и одной-единственной мутации, которые тем самым сыграли решающую роль в становлении Гомо сапиенс.

Мысль о достаточности лишь нескольких мутаций для «большого скачка» от человека «архаического» к «современному» находит сегодня все больше сторонников. На анатомическом уровне ее горячо защищает Даниэль Либерман из Гарварда. По его убеждению, все особенности современных человеческих черепов могут быть сведены всего к двум: у современного человека лицо и глаза убраны под черепную коробку, а сам череп более округлый, нежели вытянутый. По мнению Либермана, эти изменения понадобились эволюции для того, чтобы разместить мозг с более крупными передними (лобными) долями, где у человека размещены центры важнейших когнитивных функций и языка.

Однако другие специалисты, в том числе и весьма авторитетные, попрежнему верят в постепенную, непрерывную эволюцию мозга. Как и в вопросе о «принципиальном» отличии гоминидов от обезьян, спор нельзя считать завершенным. Проблема «собственно человеческого» остается открытой.

Подведем итог. Судя по всему рассказанному, ни одна из многолетних и разносторонних попыток однозначно указать те приметы, которые отличают человека от обезьяны и «современного» человека от человека «архаичного», и назвать причины появления этих отличий не увенчалась успехом. Это наводит на грустную мысль, что слово «человек» все еще звучит непонятно. Можно спорить, является ли человек «венцом эволюции», но то, что он – ее величайшая загадка, кажется, сомнению не подлежит.

Размышления у книжногй полки

Кирилл Ефремов