Текст книги "Антропология. Хрестоматия"

Автор книги: Ирина Москвина-Тарханова

Соавторы: Л. Рыбалов,Т. Россолимо
сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 30 страниц)

Относительный характер адаптации

«Совершенство всякого приспособления определяется внешней средой, поэтому приспособление всегда относительно.Приспособленное к одним условиям, к одному уровню организации, оно перестает быть таковым в других условиях, на других уровнях. Панцирь наземных черепах – надежная защита от многих врагов, но не эффективен против хищных птиц, которые в когтях поднимают их в воздух и сбрасывают на землю.

В разных условиях степень совершенства конкретных приспособлений всегда оказывается неодинаковой. […] Относительность приспособлений выступает не только в пространстве, но и во времени; последнее доказывается фактами вымирания многочисленных органических форм в прошлые эпохи развития биосферы Земли» (с. 175).

Адаптация как процесс решения задач

Фоули Р. «Еще один неповторимый вид». 1990:

«Вероятно, вернее и полезнее рассматривать адаптацию как процесс решения задач (Maynard Smith, 1978; Dunbar, 1982). Адаптивные признаки – это средства решения (в рамках тех ограничений, которые обсуждались выше) проблем, поставленных перед организмом окружающей средой. […]

Эта точка зрения на адаптацию совпадает с реалиями биологического мира. Она объединяет адаптацию и естественный отбор, создает практическую основу для эволюционно-экологического подхода. Окружающая среда ставит проблему выживания перед организмом. Естественный отбор воздействует на поведение, морфологию, физиологию и биохимию организма с тем, чтобы, повышая его репродуктивный успех, решить эту проблему или максимально ослабить ее остроту. Возможные решения должны быть ограничены всеми упомянутыми выше факторами, но конечный продукт процесса – это адаптация. Роль эволюционно-экологического анализа должна поэтому заключаться в том, чтобы определить задачи, стоящие перед организмом, и оценить те решения, которым отбор благоприятствует или которые он отвергает. […]

Оптимальность

Рассмотрение адаптации как процесса решения задач имеет еще и то преимущество, что нуждается в минимальном числе допущений. […] И все-таки некоторые допущения лежат в основе этого подхода. Они согласуются с принципами, получившими в эволюционной биологии название принципов оптимальности.[…] Результатом естественного отбора, действующего в изменчивой популяции, является увеличение относительного количества тех особей, поведение которых увеличивает доступ к ресурсам. Иначе говоря, тех, чье поведение относительно ресурсов может быть названо оптимальным. Поэтому оптимизация есть ожидаемый результат естественного отбора, действующего в мире, где ресурсы конечны и выступают в роли сдерживающего фактора» (Foley, 1985; по Pyke, Pulliam, Charnov, 1977).

Отсюда следует, что адаптация – это тенденция к оптимизации соответствия между поведением организма и средой его обитания. Отбор благоприятствует «оптимальному решению» проблем, с которыми сталкивается организм. […]

Поведенческая экология

Хотя понятия решения задач и стратегии в соответствии с заключенной в них подходящей смысловой аналогией можно использовать для всех аспектов адаптации, они, вероятно, наиболее уместны в сфере поведенческой экологии. Поведение животных, их социальная организация, деятельность, связанная с добыванием пищи, активность при размножении, реагирование на хищников – все эти особенности в такой же мере подвержены действию естественного отбора, как и морфологические признаки. Поведение животных с большей очевидностью, чем структура, является стратегией выживания. Кроме того, в случае таких сложных высших организмов, как приматы, прямой ответ на требования окружающей среды дает скорее поведение с его возможностями к усилению пластичности. […] Сюда могут быть включены и процессы принятия решений. […]

Конечно, многие адаптивные изменения, возникшие в процессе эволюции человека, являются поведенческими – развитие склонности к питанию мясом, поиски пищи вокруг некоторого центра, основанная на родственных связях социальная система и т. д. Многие из тех задач, которые встают в процессе анализа перед палеоантропологами, лежат в сфере поведенческой экологии. […] Поведенческая экология в основном касается функций поведения, т. е. степени повышения уровней выживаемости и воспроизводства за счет поведения. Именно это связывает поведенческую экологию с эволюционной биологией в целом. […] Что касается поведения, то здесь есть одна проблема, вызывающая некоторые затруднения, а именно связь между обучением и генетическими основами поведения. […] Наследственность, несомненно, поставляет основной набор правил, с помощью которых вырабатываются поведенческие стратегии. Эти правила, однако, являются не шаблонами для копирования, а критериями, на основе которых принимаются решения. […] Отбор будет действовать не на само поведение, а на те правила, которыми оно определяется. […] Это особенно важно при изучении эволюции гоминид, где, как мы можем без тени сомнения утверждать, поведенческие адаптации имели огромное значение, а типы поведения вряд ли находились под простым и прямым генетическим контролем» (с. 85–94).

* * *

Некоторые закономерности эволюции хорошо объясняются на конкретных примерах в монографии Харрисона с соавторами «Биология человека» (1979).

Харрисон Дж. и др. «Биология человека». 1979:

«Если за тот или иной промежуток времени одна биологическая форма эволюционировала медленнее другой, то из этого не следует делать вывод, что причина кроется в недостаточно быстром появлении новых изменений, т. е. в генетической «инерции» данной формы. […] Причина того, что современные простейшие не эволюционировали, скажем в человека, кроется не в том, что их генетические потенции более ограниченны, чем у тех простейших, которые были предками человека, а в том, что в данной группе естественный отбор не действовал в указанном направлении. Для целого ряда экологических ниш степень организации, свойственная простейшим, является наилучшей и в этих нишах действие отбора состояло в том, чтобы сохранить и усовершенствовать данный тип организации. […]

Требования, которые предъявляют различные условия среды к организмам, зачастую взаимно исключают одно другое. Так, животное, в совершенстве приспособившееся к обитанию на деревьях, не в состоянии в то же время быстро бегать, хорошо рыть норы или плавать, хотя, конечно, может случиться, что в некоторых конкретных условиях животному полезно владеть всеми этими навыками одновременно. […] Форма, никогда не занимавшая данную нишу, не имеет свойственной этой нише адаптации и потому вряд ли сможет успешно конкурировать с формами, ее занимавшими. Сказанное означает также, что биологические формы, занявшие определенную экологическую нишу, приспосабливаются к условиям жизни в ней. Если такое приспособление достигнуто, то исчезновение определенных природных условий ведет к вымиранию данной формы. Бывает, однако, что адаптация, необходимая для определенной экологической ниши, в то же время облегчает выживание формы во многих других нишах, и, следовательно, делает возможным их заселение. Это происходит в том случае, если преимущества, связанные с общей приспособленностью данной биологической формы, перевешивают тот ущерб, который обусловлен отсутствием специальных адаптации. Высшие млекопитающие вытеснили предшествующие формы, по-видимому, благодаря своей большей способности к эффективному воспроизведению потомства. […] Начало эволюции человеческого мозга связано с некоторой специальной адаптацией – приспособлением к древесному образу жизни. Однако именно эта адаптация открыла в дальнейшем много различных эволюционных возможностей и в значительной мере обусловила замечательную способность человека изменять и подчинять себе окружающую природу (с. 14–15).

Эволюция и развитие индивидуума

Те особенности индивидуума, которые дают ему эволюционные преимущества по сравнению с другими, отчетливо проявляются во время его роста и развития. Можно сказать, следовательно, что эволюционные изменения происходят путем преобразования индивидуального развития. Сходство между развитием индивидуума (онтогенез) и его эволюционной историей (филогенез) было признано еще древними анатомами, а позже легло в основу известного закона, сформулированного Геккелем («онтогенез повторяет филогенез»). Если бы этот закон был строго верен, то изменение индивидуального развития в процессе эволюции осуществлялось бы только путем гиперморфоза, т. е. добавлением дополнительных стаяла вконце онтогенеза предков. Такой гиперморфоз действительно имеет место, но он никоим образом не является единственным способом изменения развития индивидуума в эволюционном процессе. Любая стадия в развитии может изменяться, если в результате такого изменения индивидуум станет более приспособленным к внешним условиям. Следует, однако, учитывать, что на ранних фазахиндивидуального развития различные животные более сходны между собой, чем на поздних (закон Бэра). Причина этого ясна. Изменение в развитии организма, происшедшее и установившееся на некоторой стадии, несомненно, влияет на все последующие стадии. Поэтому взрослое животное как бы накапливает эффекты, связанные с предшествующими изменениями индивидуального развития его предков, тогда как на более ранней стадии развития, которой предшествует меньше стадий, этих модифицирующих влияний будет меньше. Отсюда следует, что взрослые формы различных животных должны сильнее отличаться друг от друга; яйцеклетки, бластулы и гаструлы всех животных весьма сходны, тогда как взрослые формы отличаются бесконечным разнообразием. […]

В настоящее время общепризнано, что эволюционное изменение онтогенеза может происходить в направлении, обратном тому, которое предсказывал Геккель; вместо добавления новых стадий к процессу индивидуального развития предков имеет место сокращение сроков развития. Для того чтобы такое сокращение могло произойти, необходимо, чтобы организмы достигали половой зрелости на все более ранних морфологических стадиях. При этом естественный отбор должен благоприятствовать изменениям, приводящим к более раннему половому созреванию. […] Эволюционные изменения, состоящие в сохранении инфантильных признаков, известны под названием неотении.[…] Происхождение формы головы у человека, по-видимому, объясняется сохранением головы, характерной для плода. В строении человеческого тела можно обнаружить много типично «инфантильных» черт, возникновение которых обусловлено неотенией; черты эти следующие: изгиб оси черепа, характерное расположение большого затылочного отверстия, уплощение и небольшой размер лицевого скелета по сравнению с мозговым, отсутствие волосяного покрова (с. 17–19).

Типы эволюционных изменений

«Можно считать, что эволюционные изменения складываются из двух разных процессов, протекающих одновременно. Во-первых, это изменения, протекающие в одной филогенетической линии со сменой поколений; такие изменения можно назвать филетическими. […] Во-вторых, могут иметь место «разрывы» линии происхождения от предков и тогда происходит эволюция большого числа одновременно развивающихся форм. Такой тип изменений называют кладогенезом«(дивергенция по Яблокову, Юсуфову, 1989)».

Очевидно, что дифференциация популяций может происходить лишь тогда, когда они изолированы друг от друга; в противном случае мутантные гены, появляющиеся в одной популяции, распространяются и на другие. При филетическом изменении само время отделяет последующие популяции от предыдущих; для кладогенеза же необходимы другие изолирующие факторы, и в первую очередь пространственное разобщение популяций. Последнее может осуществляться самыми различными способами. Но если единая популяция разделится на две (или более) пространственно разобщенные популяции, то, какова бы ни была причина разобщения, эти популяции будут в дальнейшем эволюционировать независимо, так как мутантные гены, возникшие в одной из них, остаются в ее пределах» (с. 19–20).

Адаптивная радиация

«В окружающей организмы живой и неживой природе происходят непрерывные изменения, которые открывают перед животными все новые и новые эволюционные возможности. Эволюция наземных животных сталавозможной в результате заселения суши" растениями. Упадок рептилий в конце мезозойской эры, по-видимому вызванный климатическими изменениями, открыл для ранних млекопитающих бесчисленные экологические ниши. Млекопитающие смогли противостоять климатическим изменениям благодаря постоянству температуры тела. […] Если перед группой животных открывается большое число эволюционных возможностей, то развитие группы идет в сторону образования множества одновременно эволюционирующих различных форм. Заселяются все наличные ниши, и формы, занимающие их, приобретают посредством естественного отбора необходимые специальные адаптации. В этом заключается процесс адаптивной радиации. Первыми позвоночными, которые приобрели независимость от водных условий жизни, были пресмыкающиеся, и в течение мезозойской эры происходила их адаптивная радиация и приспособление к многочисленным нишам, существовавшим тогда на суше. […] Само происхождение птиц и млекопитающих следует рассматривать как часть этой огромной радиации рептилий.

В третичном периоде радиацию рептилий сменила радиация млекопитающих. В небольшом масштабе мы можем проследить ее на примере сумчатых млекопитающих Австралии […] и небольшой группы птиц – так называемых дарвиновых вьюрков на Галапагосских островах. В Австралии основная группа сумчатых явилась родоначальником не только самых разнообразных наземных травоядных и плотоядных форм, но и форм роющих, планирующих, обитающих на деревьях, в воде и т. д. […] На Галапагосских островах естественный отбор, действуя на одну и ту же анцестральную группу, способствовал возникновению множества различных видов вьюрков, каждый из которых приспособился к определенному, имеющемуся на островах источнику пищи. […]

Весь кладогенез – это адаптивная радиация в широком смысле слова. Однако последний термин обычно применяют в тех случаях, когда единственный род животных приводит более или менее одновременно к появлению большого разнообразия отличных друг от друга форм, каждая из которых приспособилась к определенной экологической нише» (с. 19–21).

Конвергенция и параллелизм

Строение тела животного определяется его образом жизни. Животное, которое постоянно роет землю, не может быть крупным; оно должно обладать обтекаемой формой тела и другими приспособительными признаками. Если такое животное не в состоянии прокапывать себе путь телом или пропускать частички почвы через кишечник, то оно должно обладать достаточно сильными конечностями для того, чтобы рыть землю. Глаза не только утрачивают свое функциональное значение, но даже становятся недостатком: зрение у таких животных либо вовсе утрачено, либо сильно ослаблено. Это лишь некоторые из обязательных признаков или следствий подземного образа жизни. […] Те, кто изучает эволюцию, давно уже поняли, что достаточно полная характеристика условий окружающей среды позволяет также описать в деталях строение животного, приспособившегося к этой среде. Исключением будут лишь те случаи, когда у животного имеется не один, а несколько способов использовать данную нишу. […] И в том и в другом случае очевидно, что если одна и та же экологическая ниша существует в двух или более местах, животные, которые ее занимают, оказываются сходными независимо от того, связаны ли они близким родством. Когда две формы более схожи, чем их предки, эволюцию этих форм называют конвергентной. Если они приобретают одни и те же характерные приспособительные признаки независимо, но эти признаки делают их не более похожими друг на друга, чем были похожи их предки, то их эволюцию можно считать параллельной. Различие – только один из признаков конвергенции, тогда как параллелизм – всего лишь предельный случай конвергенции. Одним из примеров конвергенции является сходство формы тела у китов и рыб. Такая форма связана с необходимостью быстро передвигаться в воде. Установлено, что такой же формой тела обладали и ихтиозавры. […] Эволюция обезьян Нового Света происходила почти, если не совершенно, изолированно от обезьян Старого Света. Их происхождение являет пример параллелизма, поскольку их «дообезьяньи» предки также были весьма сходны.

Число подобных примеров можно было бы увеличить ввиду чрезвычайно большой распространенности конвергенции в эволюционном развитии (с. 22–23).

Направление эволюционного развития

[…] Для филетического изменения характерно образование адаптации, все более ограничивающих условия существования, и появление линий форм с различными тенденциями развития. Это легко проследить на примере эволюции лошади, развитие которой характеризовалось постепенным увеличением размеров тела, уменьшения числа пальцев, моляризацией премоляров, усовершенствованием строения коренных зубов, увеличением их длины. Сходные тенденции можно обнаружить и в любой другой группе животных при наличии достаточного количества палеонтологических данных. Само существование таких тенденций помогает объяснить ход эволюции. Если, например, для нас неясно происхождение какой-либо линий форм, но из возможных групп предков у одной обнаруживаются в начальной стадии признаки, которые затем усиливаются в рассматриваемой линии, то, вероятнее всего, именно эта группа является предковой формой (с. 23–24).

Преадаптация

В самой преадаптации нет ничего мистического. […] Эволюция человека как наземного животного во многом связана с приспособлением к жизни на деревьях, которым обладали его предки. Это приспособление оказалось преадаптацией для определенного типа наземного существования (с. 25).

Темп эволюции

На основании изучения существующих биологических форм и ископаемых остатков можно сделать определенный вывод, что скорость появления филетических изменений и скорость кладогенеза непостоянны. Некоторые формы оставались более или менее неизменными на протяжении целых геологических периодов, тогда как другие эволюционировали чрезвычайно быстро. Далее, отдельные линии в течение одного периода времени почти не изменяются, а затем внезапно делают эволюционный скачок. […] Скелет опоссума почти не изменился за 80 млн. лет. […] Парнокопытные эволюционировали гораздо медленнее в период от эоцена до миоцена, чем в последующие эпохи.

Скорость эволюционных изменений в группе часто выражают числом новых биологических родов, появляющихся в единицу времени, например, за миллион лет. […] Например, в родословной лошади появлению рода Equusпредшествовало 8 родов, т. е. один род за 7,5 млн. лет. Скорость эволюции многих других групп млекопитающих, включая приматов, по-видимому, аналогична. А вот формы, подобные ежу и тупайе, все еще очень похожи на тех древних насекомоядных, от которых произошли все высшие млекопитающие.

[…] Если животное в совершенстве приспособилось к некоторой экологической нише, естественный отбор будет сохранять его неизменным, пока остается неизменной ниша. Можно, следовательно, предположить, что ниши, занятые опоссумом и ежом, не изменились радикальным образом со времени возникновения этих форм» (с. 26–27).

* * *

Итак, биологический вид, к которому относится современный человек, появился на свет в результате эволюционного процесса. В современной теории эволюции существует значительное количество разнообразных теорий и гипотез, спорных и противоречивых. В настоящее время в процессе обучения удобнее пользоваться сравнительно стройной классической теорией русского дарвинизма, в соответствии с которой элементарным материалом эволюционного процесса является наследственная изменчивость, а элементарной эволюционной единицей – популяция. На популяцию действуют элементарные факторы эволюции, среди которых мутационный процесс, популяционные волны и изоляцию. Движущей силой эволюции является естественный отбор, в результате действия которого возникают адаптации и происходит видообразование.

Место человека в системе животного мира

Одно из важнейших понятий биологии – понятие вида. Вид – это не умозрительная категория, придуманная систематиками «для удобства», а реально существующая совокупность особей, обладающих общими морфофизиологическими признаками и объединенных возможностью скрещивания друг с другом; формирующих систему популяций, которые в природных условиях образуют общий ареал; в природных условиях виды отделены друг от друга практически полной биологической изоляцией (нескрещиваемостью). Любой вид представляет также систему генотипов, формирующих совокупность экологических ниш в соответствующих биогеоценозах. Эта система генотипов обладает общей эволюционной судьбой. Важнейшим признаком вида служит его полная изоляция в природных условиях, обусловливающая независимость эволюционной судьбы. (Формулировка понятия «вид» приведена по книге «Эволюционное учение» А. В. Яблокова и А. Г. Юсуфова, 1989).

В принятой ныне систематике виды объединяются в более крупные группы (таксоны) – роды, роды – в семейства, семейства – в отряды, отряды – в классы, а классы – в типы. Самой крупной таксономической единицей является царство.

Человек как и любой другой вид живых существ имеет в этой системе определенное место.

Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. «Эволюционное учение», 1989:

«Появление в процессе эмбрионального развития человека хорды, жаберных щелей в полости глотки, дорсальной полой нервной трубки, двусторонней симметрии в строении тела – определяет принадлежность человека к типу Хордовых (Chordata).Развитие позвоночного столба, сердца на брюшной стороне тела, наличие двух пар конечностей – к подтипу Позвоночных (Vertebrata).Теплокровность, развитие млечных желез, наличие волос на поверхности тела свидетельствует о принадлежности человека к классу Млекопитающих (Mammalia).Развитие детеныша внутри тела матери и питание плода через плаценту определяют принадлежность человека к подклассу Плацентарных (Eutheria).Множество более частных признаков четко определяют положение человека в системе отряда Приматов (Primates)(табл. 18.1).

Итак, с биологической точки зрения, человек – один из видов млекопитающих, относящихся к отряду приматов.

Современные человекообразные обезьяны – шимпанзе, горилла, орангутан, гиббоны – представляют формы, около 10–15 млн. лет назад уклонившиеся от линии развития, общей с человеком. […]

Таблица 18.1. Комплекс признаков, определяющий положение рода в системе отряда Приматов

Конечности хватательного типа (первый палец обычно противопоставлен остальным). На пальцах у большинства ногти.	Объем мозга выше 900 см при очень сложном строении. Прямохождение и группа признаков строения скелета, мускулатуры, топография внутренних органов, связанная с таким положением тела.
Ключицы развиты хорошо. Кисть способна к пронации и супинации (локтевая кость свободно вращается вокруг лучевой). Зубная система специализированная. Глазница отделена от височной ямы, и глаза направлены вперед. Обычно один детеныш.	Резкие изгибы позвоночника как рессоры. Развитие седалищных и икроножных мышц. Положение черепа вертикальное. Относительно длинный и очень толстый первый палец на руках. Строение гортани, связанное со способностью произносить членораздельные звуки. Резкое сокращение лицевого отдела черепа. Малый размер клыков. Отсутствие гребня на черепе. Развитие подбородочного выступа. Специфическое распределение волос на теле. Сильное развитие эротических зон на теле (губы, груди, ягодицы)» (с. 257–258).

Фоули Р. «Еще один неповторимый вид», 1990:

[…] Ныне живущие приматы делятся на две основные группы (рис. 1.2) – стрепсириновых и гаплориновых (Szalay, Delson, 1979). Первые – наиболее древние; к ним относятся полуобезьяны (Prosimii): небольшие по размерам, ведущие в основном ночной образ жизни, насекомоядные формы – лемуры, лори и родственные им виды. Другая группа – гаплориновые приматы – состоит из трех основных таксонов – долгопятов, широконосых и узконосых обезьян. Долгопяты – это реликтовая, локализованная в пределах Юго-Восточной Азии, группа по преимуществу сходных с полуобезьянами форм, которые вновь адаптировались к ночному образу жизни. Вследствие этого многие из их характеристик сходны с таковыми стрепсириновых приматов. Широконосые и узконосые обезьяны – это группы человекоподобных высших приматов (Anthropoidea) или собственно обезьян Нового и Старого Света соответственно. Обе Америки отделились от Евразии и Африки по меньшей мере 35 млн. лет назад, что позволило человекоподобным приматам развиваться там в изоляции. Таким образом, эти две группы представляют собой классический пример параллельной эволюции, в ходе которой под действием одинакового давления отбора образуются сходные эволюционные модели. Широконосые остались целиком древесной группой, обитающей в тропических дождевых лесах Центральной и Южной Америки. […]

Рис. 1.2. Связь между основными таксономическими подразделениями приматов

В Старом Свете, с другой стороны, адаптивная радиация обезьян шла намного более интенсивно и в плане приспособления к наземному образу жизни. Узконосые обезьяны разделяются на две группы: Cercopithecoidea (собакоподобные, или низшие узконосные обезьяны) и Hominoidea (гоминоиды), куда входят человекообразные обезьяны и человек. […]

К гоминоидам относятся современные люди и их ближайшие родственники, человекообразные обезьяны, которые, по традиции, делятся на крупных и малых человекообразных. Последние представлены гиббонами (Hylobatidae), которые ведут исключительно древесный образ жизни и являются превосходными и быстрыми брахиаторами, что позволяет им свободно передвигаться в верхнем ярусе тропического леса. Эти виды в настоящее время сохранились лишь в Юго-Восточной Азии. Крупные человекообразные обезьяны фактически делятся на две группы: азиатские формы, к которым относится орангутан, и африканские, куда входят шимпанзе {два вида: обычный и карликовый) и горилла, самый крупный из ныне живущих приматов. Люди находятся в наиболее близком родстве с африканскими человекообразными обезьянами.