Ako sa ľudskí predkovia rozšírili po celom svete? Prečo primáty žijúce na stromoch zostúpili na zem a postavili sa na dve nohy, zatiaľ čo čierna populácia Afriky je jediným čistokrvným Homo sapiens? Na tieto otázky sa pokúsil odpovedať kandidát biologických vied, docent Katedry antropológie Fakulty biológie Moskovskej štátnej univerzity vo svojej prednáške, ktorá sa konala v Gorkého parku v rámci projektu Open Environment. Lomonosov, vedecký redaktor portálu Anthropogenesis.ru Stanislav Drobyshevsky.
Pôvod človeka možno počítať z rôznych bodov - povedzme od vzhľadu primátov (asi pred 65 miliónmi rokov), ale najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je od okamihu vzpriamenej chôdze. O vzhľade vzpriamenej chôdze sa uvažovalo od 19. storočia, keď sa ukázalo, že človek tak či onak pochádza z primátov, ale medzičlánky evolúcie, napoly štvornožky, napoly vzpriamené, výskumníkom dlho unikali. čas.
Od primátov po človeka
Až doslova za posledných desať rokov sa objavili objavy kostí týchto tvorov. V súčasnosti je najstarším z nich Sahelanthropus Chadian, ktorého lebka a spodná čeľusť, ako aj zuby, boli nájdené v Čadskej republike. Majú asi 7 miliónov rokov.
V tom čase sa na tomto území nachádzali savany, jazerá a kríky. V tom čase sa podnebie vysychalo a primáty, ktoré žili v tropických pralesoch pokrývajúcich väčšinu Afriky, mali určité ťažkosti.
V tejto situácii mali tri možnosti. Jednak vymrieť, lebo lesy mizli a nebolo kam ísť. Väčšina primátov nasledovala tento osud bezpečne a teraz máme ich kosti. Druhá možnosť je zostať v lesoch, pretože nie všetky zmizli (teraz je v strednej a západnej Afrike pomerne veľa tropických pralesov). Dnes sú domovom dvoch druhov šimpanzov a goríl. Treťou možnosťou bolo prispôsobiť sa novým podmienkam, čo niektoré primáty urobili.
Ale na otvorených priestranstvách sa objavilo veľa rôznych problémov. Predkovia týchto tvorov liezli po stromoch, no v savanách už žiadne stromy nie sú. Nastal problém termoregulácie a ochrany pred predátormi a museli sme sa inak stravovať. To všetko viedlo k tomu, že zostúpili na zem, postavili sa na dve nohy.
Samozrejme, toto nie je jediná možná možnosť, pretože približne v tomto čase zliezli zo stromov aj paviány a pokračovali v chôdzi po štyroch. Ale naši predkovia boli väčší ako paviány, mali predadaptáciu na vertikálnu polohu tela a ukázalo sa, že je pre nich jednoduchšie postaviť sa na dve nohy a uvoľniť tak dve ruky.
To však neznamená, že okamžite začali robiť niečo užitočné s rukami. Počas niekoľkých nasledujúcich miliónov rokov sa ruky používali na lúpanie zŕn a zbieranie ovocia - nie príliš intelektuálne činnosti. Tieto prvé vzpriamené tvory (vrátane Sahelanthropus) boli v skutočnosti dvojnohé opice.
Ich hlava bola malá, mozog obsahoval asi o 100 gramov menej ako mozog šimpanza a ich papuľa bola veľmi veľká. Okrem vzpriamenej chôdze mali len dva progresívne znaky: spodnú polohu okcipitálneho foramenu na lebke, spájajúcej mozog s miechou a malé tesáky.
Malé tesáky sú veľmi dôležitým znakom, pretože to viedlo k tomu, že sa stali, zhruba povedané, láskavejšími. Opice potrebujú veľké tesáky, aby niekoho vystrašili, keďže sú bylinožravce a nikoho nimi nehryzú. Ale ak pavián odhalí svoje zuby, ktoré sú väčšie ako zuby leoparda, potom je to pôsobivé. Keď Sahelanthropus odhalil zuby (ktorých mal, samozrejme, viac ako naše, ale oveľa menej ako šimpanzy), nebolo to veľmi pôsobivé.
V dôsledku toho vyvinul nové spôsoby vyjadrenia svojho „bohatého vnútorného sveta“ a pocitov. Uvoľnenie rúk bolo prvým krokom k vzniku bohatej gestikulácie, mimiky a reči (v tom čase samozrejme reč ešte nevznikla, ale boli na to prvé predpoklady).
Je zaujímavé, že vzpriamená chôdza s najväčšou pravdepodobnosťou nevznikla len raz, ale niekoľkokrát. O niečo neskôr, asi pred 6 miliónmi rokov, žil Orrorin vo východnej Afrike. Od svojho objavenia v roku 2000 bol v populárnej kultúre propagovaný ako „muž milénia“. Nezostala z neho úplná lebka, iba úlomky, ale ostali stehenné kosti. Táto kosť priamo súvisí s typom lokomócie a ukazuje, že Orrorin bol viac-menej vzpriamený.
Vedci dokonca navrhli, že Orroriny boli vzpriamenejšie ako neskorší Australopithecus. Vyzeralo to zvláštne – ukázalo sa, že najprv sa naši predkovia vyvíjali, potom degradovali a potom sa zase vyvíjali. Nedávno, v roku 2014, bola vykonaná nová štúdia o stehenných kostiach orrorínov, ktorá ukázala, že napriek progresívnym vlastnostiam sa väčšina charakteristík podobá starším štvornohým primátom, ktorí cválali medzi stromami pred 10 miliónmi rokov. . Existujú aj zuby ororrinov (zuby sú vo všeobecnosti dobre zachované) a tieto zuby, hoci sú o niečo menšie ako zuby Sahelanthropus, sú oveľa väčšie ako naše.
Ardipithecus a Australopithecus
Po nejakom čase sa objaví Ardipithecus. V súčasnosti sú známe dva ich druhy: Ardipithecus ramidus (žil pred 4,5 miliónmi rokov) a Ardipithecus kadabba (starší, žil pred viac ako 5 miliónmi rokov). Staršie boli málo študované kvôli malému počtu pozostatkov. Ardipithecus ramidus bol oveľa lepšie preštudovaný, pretože sa našla takmer úplná kostra, o ktorej bude reč. Táto kostra bola objavená v roku 1994, ale až do roku 2006 o nej neboli publikované vedecké práce, pretože sa našla vo veľmi poškodenom stave a celý čas bola rekonštruovaná.
Ardipithecus ramidus je pozoruhodným medzistupňom medzi ľudoopom a človekom. V skutočnosti je to práve ten „chýbajúci článok“, o ktorom sa snívalo už od čias Darwina a teraz sa konečne našiel. Jeho vlastnosti sú takmer 50/50, že patria opiciam aj ľuďom. Napríklad ruky má takmer po kolená a na chodidle mu vyčnieva palec na nohe, podobne ako nám.
Jeho mozog váži 400 gramov ako šimpanz (pre porovnanie, moderní ľudia vážia 1 400). Štruktúra jeho lebky je rovnaká ako u opice a jediná vec, ktorá ho odlišuje od opice, sú malé tesáky a dvojnohý komplex. Ale spolu s týmito primitívnymi vlastnosťami existujú aj pokročilé.
Má dosť vyvinutú panvu. Panvové kosti u ľudí sú nízke a široké, prispôsobené na chôdzu na dvoch nohách, zatiaľ čo u opíc sú úzke a vysoké a ich celé telo je pretiahnuté. V Ardipithecus je všetko striktne v strede - jeho výška a šírka sú približne rovnaké. A je potrebné poznamenať dokonalú štruktúru jeho chodidla. Palec je síce vyčnievajúci, ale má pozdĺžnu a priečnu klenbu, ktorá okrem vzpriamenej chôdze nie je potrebná. Zároveň Ardipithecus dobre liezol na stromy, s najväčšou pravdepodobnosťou mohol bežať na všetkých štyroch s podporou na dlani a mohol chodiť po dvoch nohách.
Potom by evolúcia mohla ísť kamkoľvek. Ľudskí predkovia sa mohli vrátiť do lesov, ktoré boli nablízku, mohli skončiť v savane, pohybovať sa po štyroch ako paviány, alebo mohli chodiť po dvoch nohách a našťastie pre nás vyšli po dvoch. nohy. Tam, kde žil Ardipithecus ramidus, bolo akési spoločenstvo podobné parku, s korunami stromov pokrývajúcimi približne 40 percent územia. Nemôžete skákať z vetvy na vetvu donekonečna, musíte niekedy klesnúť na zem. Na druhej strane stromy často stoja a na strom sa dá vyliezť.
Neskôr sa savany rozšírili a stali sa otvorenejšími a v tomto čase sa objavila skupina australopitekov. Všetci žili v Afrike, boli úplne dvojnohí a od hlavy nadol vyzerali takmer ako ľudia. Takmer, ale nie celkom, pretože palec na nohe je mierne, ale oddelený od zvyšku. Ich ruka bola proporčne podobná tej našej, no štruktúrou jednotlivých kostí pripomínala skôr opicu. Kamenné nástroje nevyrábali.
Hlavy mali väčšinou ako opičie. Mozgová hmotnosť australopiteka bola 400 - 450 gramov, najnadanejšia - 500 gramov, to znamená približne rovnaká ako u šimpanza. Výška väčšiny australopitekov bola od 1 do 1,5 metra, a ak nevypočítate absolútnu veľkosť mozgu, ale v pomere k telesnej hmotnosti, ukáže sa, že boli stále múdrejší ako šimpanzy, ale to sa zjavne neprejavilo. akýmkoľvek spôsobom ešte pred časom.vtedy.
Prišiel čas asi pred 2,5 miliónmi rokov, keď sa klíma stala ešte suchšou a chladnejšou (treba si však uvedomiť, že ide o Afriku, teda podľa afrických štandardov chladnejšiu). Australopithecines sa rozdelili na dve vetvy. Jedným z nich bol Paranthropus, čiže mohutný australopitekus. Vyznačovali sa veľmi silným žuvacím aparátom, obrovskými čeľusťami a zubami, a keď vedci našli prvého zástupcu, nazvali ho „luskáčik“.
Zjavne jedli vegetáciu, to znamená, že boli vegetariáni. Potom, čo existovali milión rokov, vyhynuli. Ale za ten milión rokov prekvitali a počas toho boli dominantným druhom veľkých primátov na africkej savane. Ich pozostatky sa nachádzajú v obrovskom počte (doteraz sa ich našlo niekoľko tisíc) – mnohonásobne viac ako povedzme starovekých leopardov a levov, ktorí žili v rovnakom čase.
Prví ľudia
Synchrónne s týmito mohutnými australopitekmi sa objavili prví ľudia – rod Homo. Nemyslite si, že vyzerali ako moderní ľudia, keďže Homo je len rod. Homo habilis, Homo habilis, sa svojou štruktúrou veľmi nelíšil od Australopithecus. Jeho výška bola stále rovnaká 1,5 metra, v štruktúre ruky a nohy bolo stále veľa primitívnosti, zatiaľ čo mozog, aj keď nebol neúmerne veľký, jeho hmotnosť bola výrazne väčšia ako hmotnosť Australopithecus, nie 450-500. gramov, ale 600 -700 a ešte viac.
Toto je už veľa. Pre moderného človeka je to minimum - existuje pojem „mozgový rubikon“, hranica, ktorá oddeľuje človeka od opice z hľadiska mozgovej hmoty, a je to 750 - 800 gramov. Rozlišuje tiež australopitekov od Homo habilis a tiež odlišuje moderných duševne normálnych ľudí od abnormálnych ľudí, mikrocefalikov, ktorí majú nejaké vrodené chyby a mozog im nerastie. Napríklad človek môže mať mozog vážiaci 300 gramov – menej ako šimpanz, a bude žiť, ale nebude schopný myslieť.
Je príznačné, že asi pred 2,5 miliónmi rokov sa objavili prvé kamenné nástroje, ktoré nájdeme v Afrike. Najstaršie z nich boli nájdené v lokalite Gona v Etiópii a doslova len pred mesiacom prišla informácia, že na vykopávke Lomekwi, tiež v Afrike, sa našli staršie nástroje, ktorých vek je 3,3 milióna rokov. O tomto náleze zatiaľ neexistuje žiadna vedecká publikácia, takže dátum 2,5 milióna možno považovať za spoľahlivý.
Prvé kamenné nástroje boli veľmi primitívne. Boli to kamienkové kultúry - kamienok alebo akýkoľvek veľký dlažobný kameň sa rozpolil a orezal dvoma alebo tromi údermi. Ale bez ohľadu na to, aké sú primitívne, je ťažké ich vyrobiť. Ani ten najprimitívnejší nástroj zručného človeka nedokáže vyrobiť moderný človek. Sledoval som, ako sa archeológovia s obrovskými skúsenosťami pokúšali replikovať nástroje starých ľudí a v tom čase dosiahli v tejto veci úroveň Pithecanthropus.
To všetko naznačuje, že koordinácia pohybov v čase, keď sa zručný muž objavil, bolo dosť mozgov na plánovanie svojich akcií - opakovateľnosť typov nástrojov naznačuje, že mali plán, vedeli, čo chcú získať.
Pokrok sa nezastavil a asi pred 1,5 miliónom rokov sa opäť vo východnej Afrike objavili prvé dôkazy o používaní ohňa ľuďmi. Ešte skôr, pred 1 miliónom 750 tisíc rokmi, sa objavili prvé obydlia. Toto slovo znie hrdo, ale v skutočnosti boli niečo ako veterná bariéra z konárov pritlačených kameňmi. Normálne obydlia sa objavili oveľa neskôr na severe, v Eurázii.
Asi pred 2 miliónmi rokov ľudia konečne opustili Afriku. V súčasnosti žili najstarší známi ľudia mimo Afriky na území dnešného Gruzínska. Je jasné, že Gruzínsko s Afrikou nekomunikuje, ľudia sa tam neteleportovali a ich stopy musia byť niekde po ceste, no zatiaľ sa nenašli. Ich úroveň vývoja bola rovnaká ako v Afrike, mali kamenné nástroje, ale boli veľmi primitívne, s malým mozgom (700-800 gramov), nízkym vzrastom (1,4 metra) a veľkou tvárou s ťažkým obočím.
S najväčšou pravdepodobnosťou sa tieto prvé výstupy z Afriky skončili smutne. Ale asi pred 1,5-1,2 miliónmi rokov ľudia osídlili celé tropické pásmo: Afriku, Stredozemné more a Áziu – až po Jávu. Po ceste tejto osady sa z nich vyvinul nový druh - Homo Erectus. Samozrejme, vzpriamená chôdza vznikla oveľa skôr, ale pre Eugena Duboisa, ktorý koncom 19. storočia našiel prvé kosti tohto druhu na Jáve, to bola najstaršia vzpriamená chôdza.
Tento druh je viac podobný človeku ako jeho predchodcovia. Hmotnosť ich mozgu je asi 1 kilogram. Vytvorili novú kultúru - Acheulean (objavila sa v Afrike a potom sa rozšírila na iné miesta). Vyrábali kamenné sekery – veľké nástroje, opracované zo všetkých strán. Navyše neskoršie kamenné sekery mali veľmi symetrický tvar, až príliš symetrický, keďže z hľadiska funkčnosti to nebolo potrebné.
Niektorí archeológovia veria, že je to dôkaz zrodu umenia - keď je kameň krásny, je pekné sa naň pozerať a máte z neho estetické potešenie. Sú tu nálezy sekier, v strede ktorých sa nachádzala červená farba a Homo erectus ju nezrazil, ale nechal zámerne. Alebo v skale bola fosílna škrupina a on ju nezničil, ale špeciálne navrhol do rukoväte.
Foto: Kenneth Garrett/Danita Delimont/Global Look
Najprv sa usadili hlavne pri pobreží Indického oceánu, boli to ľudia, ktorí zbierali to, čo more vyvrhlo. Keď odchádzali z Afriky, napravo bol oceán a naľavo väčšinou púšť. Pred nami je veľa chutného jedla a hladní príbuzní sú pozadu. V takejto situácii sa veľmi rýchlo vyrovnali. Výpočty ukazujú, že za 5 000 rokov by mohli „prebehnúť“ z Afriky na Jávu. Vzhľadom na neistotu metód datovania, ktoré máme, vidíme, že sa objavili takmer okamžite a všade. To isté sa stalo viac ako raz; Afriku opustili nielen raz, ale mnohokrát.
Asi pred 500 000 rokmi sa objavil nový druh - Homo heidelbergensis, človek Heidelberg (na počesť nemeckého mesta Heidelberg, kde sa na začiatku 20. storočia našla prvá čeľusť zástupcu tohto druhu). Teraz je jasné, že žili takmer všade v Afrike a Eurázii. Hmotnosť ich mozgu bola porovnateľná s naším - 1300 gramov a asi 1450, čo je porovnateľné s modernými ľuďmi.
Predpokladá sa, že ako prví vstúpili do mierneho pásma, kde sa vyskytuje zima. V roku 2014 sa však v Anglicku našli skoršie stopy ľudí Homo antecessor, ale nie je jasné, ako dlho tam zostali. Homo heidelbergensis staval viac-menej normálne obydlia vo forme chatrčí a pomerne slušnej veľkosti - až deväť metrov dlhé a štyri metre široké, niekedy s niekoľkými komorami.
Asi pred 300 tisíc rokmi ľudia často začali používať oheň.
Pôvodní Eurázijci
Pred 130 tisíc rokmi sa tí Homo heidelbergensis, ktorí žili v Európe, postupne zmenili na neandertálcov. Presne povedané, neexistuje žiadna hranica medzi Homo heidelbergensis a Homo neanderthalensis, ale klasickí neandertálci, ktorí žili pred 70 tisíc rokmi, sa výrazne líšia od svojich predchodcov. Majú veľmi veľký mozog – vážiaci v priemere 1400 gramov alebo dokonca 1500, teda viac ako je náš priemer.
Ich tvár bola veľmi veľká a ťažká, veľký nos a veľmi mohutná stavba tela: široké ramená, mohutný sudovitý hrudník, mierne skrátené ruky a nohy. Ide o takzvané „hyperarktické“ proporcie, prispôsobené chladnému podnebiu – v tomto čase sa začali striedať doby ľadové a medziľadové. Pravdaže, nechodili na veľmi chladné miesta, ale oheň príliš často nepoužívali. Keď je celú zimu mínus 10 a musíte žiť bez ohňa, nie je to veľmi zdravé, a tak boli proporcie ich tiel prispôsobené na zadržiavanie tepla. Rovnako je to aj s modernými ľuďmi. Ak sa pozrieme na ľudí z Afriky, všetci budú natiahnutí ako palice – telo sa tak rýchlejšie ochladí. Tí na severe – Eskimáci, Čukčovia – budú v skutočnosti hranaté.
Neandertálci sa objavili v Európe - sú jej pôvodným obyvateľstvom. Odtiaľ sa usadili na Blízkom východe a ďalej do Ázie, približne po Altaj. Na Blízkom východe sa stretli s Homo sapiens, Homo sapiens, ktorý vznikol v Afrike (nie všetci odtiaľ odišli a tí, čo zostali, sa postupne zmenili na Homo sapiens).
Ale vo východnej Ázii nie je celkom jasné, kto žil. Len pred pár rokmi bol urobený rozbor pozostatkov osoby nájdenej na Altaji v Denisovej jaskyni. Ukázalo sa, že jeho DNA (zo zubov a falangy prsta) sa líši od DNA moderných ľudí aj od DNA neandertálcov, ktorá bola rozlúštená v roku 2001. Ukázalo sa, že niektorí Denisovani žili vo východnej Ázii.
Väčšinu fosílnych ľudí poznáme z ich kostier a nie z ich DNA, ale Denisovanov poznáme z DNA, no nevieme, komu boli podobní, pretože na štúdium máme len dva ich zuby a falangu prsta. Zuby tejto osoby boli veľké, falanga hrubá a na základe toho možno predpokladať, že boli veľké, aj keď veľkosť zubov silne nesúvisí s veľkosťou tela.
Vedci však čiastočne vedia, ako sa DNA premieňa na vzhľad. Ako to zakóduje nos alebo pery, je nám neznáme, ale vieme, že Denisovani mali tmavú pleť, tmavé vlasy a tmavé oči. O týchto génoch sa uvažovalo aj v prípade neandertálcov. Ukázalo sa, že ich pokožka bola svetlá, vlasy tmavé aj svetlé a oči tiež svetlé. Zaujímavé je, že neandertálci mali blond vlasy iným spôsobom ako my. Táto vlastnosť môže byť spôsobená rôznymi mutáciami - gény kódujúce tmavý pigment môžu byť „zlomené“ rôznymi spôsobmi. U európskych homo sapiens sú „zlomení“ jedným spôsobom, u neandertálcov iným spôsobom a povedzme moderným Melanézanom tretím spôsobom.
Foto: Archív Wernera Formana/Global Look
Neandertálci používali nástroje z moustérijskej a micoqanskej kultúry (boli aj iné, ale tieto sú najdôležitejšie). Tieto kultúry boli vyspelejšie v porovnaní s kultúrami Acheulean, Pithecanthropus a Homo erectus. Nástroje v nich boli vyrobené šľahaním vločiek. Vzali čistý kameň, odbili z neho úlomky, ktoré sa potom orezali. Rôznorodosť a počet nástrojov sa zvýšil a náklady na prácu pri ich výrobe sa znížili. Ak skôr bolo možné vyrobiť jednu sekeru z jedného polotovaru, teraz sa z nej vyrobilo veľa vločiek, a teda veľa nástrojov - hroty, škrabky a rôzne iné.
Neandertálci však boli v porovnaní s nami dosť zaostalí. Ich zaostalosť bola donedávna zrejme až prehnaná. Verilo sa, že sú to takmer výlučne predátori, no pred pár rokmi sa robil rozbor zubného kameňa zo zuba neandertálca a ukázalo sa, že jedli aj rastlinnú potravu.
Najzaujímavejšie je, že medzi belgickými neandertálcami sa našli zrná škrobu špecifického tvaru - zrejme varili kašu z jačmeňa. Ako to varili, nie je veľmi jasné, pretože nemali keramiku, no etnografia ukazuje, ako sa to dá. Napríklad v jame, v košíku, v koženej taške, v bizónom žalúdku – ak do nej nalejete vodu a hodíte horúce kamene, voda rýchlo zovrie a môžete si uvariť kašu. Mnohé národy to robili až do 19. storočia.
Okrem toho sa častice harmančeka a rebríka našli na zuboch jednej ženy z jaskyne Sidron v Španielsku. Len málo ľudí by napadlo žuť tieto rastliny len tak, keďže sú horké, naznačuje to, že mali liek, keďže tieto rastliny sú liečivé. Ďalšie dôkazy tohto druhu pochádzajú z jaskyne Shanidar v Iraku. Keď v ňom začali analyzovať pochovanie starovekého človeka, ukázalo sa, že výtrusy peľu rastlín v hrobe ležali v hromadách (to znamená, že to boli len kvety, ktoré boli do neho hádzané) a všetko to boli výlučne liečivé rastliny. .
Homo heidelbergensis začal používať takzvané „sanitárne pohreby“. Keď človek zomrie a leží mu pod nohami, je to nepríjemné, tak ho zobrali, ťahali 500 metrov a hodili do hlbokej diery. Je tam skala so 16-metrovou trhlinou, do ktorej bola hodená kopa ľudí a teraz tu máme tento nádherný vrstvený „koláč“ z kostí, ktorý kopali už od 70. rokov a stále nie sú hotové. Našlo sa už asi dvetisíc kostí.
Foto: Caro/Oberhaeuser/Global Look
Mettmann, Severné Porýnie-Vestfálsko, Nemecko - Múzeum neandertálcov v Mettmann
Už neandertálci mali skutočné pohrebiská. Ich špecifikum spočíva v tom, že do jedného hrobu nebolo nikdy uložených viac osôb, vždy v rovnakej polohe – telo bolo skrčené, na boku, aby sa menej kopalo. Mŕtvolu zasypali doslova 20 centimetrami zeminy, aby zvonku nič nevytŕčalo. Najdôležitejšie je, že v hroboch sa nikdy nenachádzajú žiadne hrobové predmety, žiadne ozdoby, telo nie je posypané okrovou farbou, žiadne zvieracie kosti – len telo, to je všetko. Neandertálci zároveň vedeli, že v blízkosti je pochovaný niekto predchádzajúci - hroby boli vzájomne orientované, prebiehali jeden po druhom, paralelne.
Ale postulát o nedostatku predstavivosti u týchto ľudí bol nedávno tiež spochybnený. Našli sa dôkazy neandertálskeho umenia – tento rok boli zverejnené informácie o štúdiu vtáčích pazúrov z lokality Krapina v Chorvátsku. Našli sa tam pazúry dravých vtákov, napríklad orliaka morského, nosené a ležiace v charakteristickom vzore na hromade – zrejme išlo o náhrdelník z pazúrov. Ešte skôr sa našli prívesky zo zubov a iné podobné veci. V tomto ohľade však neandertálci katastrofálne zaostávajú za Homo sapiens.
Homo sapiens
Homo sapiens sa objavil v Afrike pred 200 až 50 tisíc rokmi. V tomto intervale sa nachádzajú pozostatky toho, čo sa javí ako Homo sapiens, no zároveň nie celkom tak. Ak by jeden takýto človek sedel vedľa moderných ľudí, niekto by si mohol všimnúť niečo zvláštne, ale ak by skupina moderných ľudí sedela oproti skupine starovekých ľudí, rozdiely by boli zrejmé. Napríklad nie všetky prasapieny majú bradu; ich obočie je silné a ich hlavy sú veľké. A tak v intervale pred 200 až 50 tisíc rokmi toto všetko prišlo do viac-menej moderného stavu.
Asi pred 50 tisíc rokmi sa od nás takmer nelíšili. To neznamená, že sa evolúcia, ako si niektorí predstavujú, zastavila. Ide len o to, že evolučné zmeny sa v takom čase jednoducho nemohli prejaviť. Kráčali, zuby sa zmenšili, obočie sa zmenšili, kosti lebky sa preriedili, ale tieto rozdiely boli veľmi malé. Ak si zoberieme Pithecanthropa, ktorý žil pred 400 tisíc rokmi a pred 450 tisíc rokmi, tak rozdiel medzi nimi tiež nebude taký veľký.
V tomto čase ľudia opäť odišli za hranice Afriky. Existuje mnoho hypotéz, prečo sa tak stalo, vrátane tej katastrofickej, ktorá pripisuje rozhodujúcu úlohu erupcii sopky Toba na Sumatre. Mohlo by to zničiť obyvateľstvo Ázie, v dôsledku čoho bolo pre inteligentných ľudí jednoduchšie zaľudniť neobývané územia. Ale na Silvestra boli zverejnené informácie o objave v Izraeli. Tam našli najstaršieho muža úplne rozumnej štruktúry.
Pred 50 až 40 tisíc rokmi ľudia skončili v Austrálii, najneskôr pred 12,4 tisíc rokmi sa objavili v Amerike (podľa najnovších údajov - pred 20 tisíc rokmi). Tým sa dokončilo osídlenie planéty. Asi pred 28-tisíc rokmi zmizli neandertálci, v Ázii ešte skôr zmizli Denisovci, no obaja nám geneticky prispeli, takže jedinými čistokrvnými Homo sapiens sú černosi v Afrike.
Jediný ľudský druh, ktorý vydržal dlhšie ako neandertálci a denisovci, boli takzvaní „hobiti“ na ostrove Floris vo východnej Indonézii. Ich predkovia sa tam usadili asi pred miliónom rokov. Postupom času sa skartovali a zmenili na ľudí vysokých asi meter s mozgom vážiacim 400 gramov, veľmi zvláštnej postavy s podivnými proporciami. Zmizli pred 17 tisíc rokmi, keď boli inteligentní ľudia všade. Od miestnych obyvateľov však existujú dôkazy o istých chlpatých mužíkoch žijúcich v horách, ktorých však zahnali do jaskyne a upálili, takže „hobiti“ možno prežili až do 16. storočia.
Život na Zemi sa objavil pred miliardami rokov a odvtedy sú živé organizmy čoraz zložitejšie a rozmanitejšie. Existuje množstvo dôkazov, že všetok život na našej planéte má spoločný pôvod. Hoci mechanizmus evolúcie vedci ešte úplne nepochopili, jeho samotná skutočnosť je nepochybná. Tento príspevok je o ceste, ktorou sa uberal vývoj života na Zemi od najjednoduchších foriem k ľuďom, akými boli naši vzdialení predkovia pred mnohými miliónmi rokov. Od koho teda prišiel človek?
Zem vznikla pred 4,6 miliardami rokov z oblaku plynu a prachu obklopujúceho Slnko. V počiatočnom období existencie našej planéty na nej neboli príliš pohodlné podmienky – v okolitom vesmíre stále lietalo množstvo trosiek, ktoré neustále bombardovali Zem. Predpokladá sa, že pred 4,5 miliardami rokov sa Zem zrazila s inou planétou, čo viedlo k vytvoreniu Mesiaca. Spočiatku bol Mesiac veľmi blízko k Zemi, no postupne sa vzďaľoval. V dôsledku častých zrážok v tomto období bol povrch Zeme v roztavenom stave, mal veľmi hustú atmosféru a povrchové teploty presahovali 200°C. Po určitom čase povrch stvrdol, vytvorila sa zemská kôra a objavili sa prvé kontinenty a oceány. Najstaršie skúmané horniny majú 4 miliardy rokov.
1) Najstarší predok. Archaea.
Život na Zemi sa podľa moderných predstáv objavil pred 3,8 až 4,1 miliardami rokov (najskoršie nájdené stopy baktérií sú staré 3,5 miliardy rokov). Ako presne život na Zemi vznikol, zatiaľ nebolo spoľahlivo zistené. Ale pravdepodobne už pred 3,5 miliardami rokov existoval jednobunkový organizmus, ktorý mal všetky vlastnosti vlastné všetkým moderným živým organizmom a bol ich spoločným predkom. Od tohto organizmu zdedili všetci jeho potomkovia štrukturálne znaky (všetky pozostávajú z buniek obalených membránou), spôsob uloženia genetického kódu (v molekulách DNA stočených do dvojitej špirály), spôsob ukladania energie (v molekulách ATP) , atď. Od tohto spoločného predka Existujú tri hlavné skupiny jednobunkových organizmov, ktoré existujú dodnes. Najprv sa baktérie a archea medzi sebou rozdelili a potom sa z archeí vyvinuli eukaryoty – organizmy, ktorých bunky majú jadro.
Archaea sa za miliardy rokov evolúcie takmer nezmenila; najstarší predkovia ľudí pravdepodobne vyzerali približne rovnako
Hoci archaea dala podnet k evolúcii, mnohé z nich prežili dodnes takmer bez zmeny. A nie je sa čomu čudovať – od pradávna si archaea zachovali schopnosť prežiť aj v tých najextrémnejších podmienkach – v nedostatku kyslíka a slnečného žiarenia, v agresívnom – kyslom, slanom a zásaditom prostredí, pri vysokej teplote (niektoré druhy sa cítia skvele aj v vriacou vodou) a nízkymi teplotami pri vysokých tlakoch sú tiež schopné živiť sa širokou škálou organických a anorganických látok. Ich vzdialení, vysoko organizovaní potomkovia sa tým vôbec nemôžu pochváliť.
2) Eukaryoty. Bičíkovce.
Extrémne podmienky na planéte dlho bránili rozvoju zložitých foriem života a kraľovali baktérie a archaea. Asi pred 3 miliardami rokov sa na Zemi objavili sinice. Začnú využívať proces fotosyntézy na absorpciu uhlíka z atmosféry, pričom sa uvoľňuje kyslík. Uvoľnený kyslík sa najskôr spotrebuje oxidáciou hornín a železa v oceáne a potom sa začne hromadiť v atmosfére. Pred 2,4 miliardami rokov nastala „kyslíková katastrofa“ - prudký nárast obsahu kyslíka v zemskej atmosfére. To vedie k veľkým zmenám. Pre mnohé organizmy je kyslík škodlivý a vymierajú a sú nahradené tými, ktoré naopak využívajú kyslík na dýchanie. Zloženie atmosféry a podnebia sa menia, v dôsledku poklesu skleníkových plynov sú oveľa chladnejšie, no objavuje sa ozónová vrstva, ktorá chráni Zem pred škodlivým ultrafialovým žiarením.
Asi pred 1,7 miliardami rokov sa eukaryoty vyvinuli z archaea – jednobunkových organizmov, ktorých bunky mali zložitejšiu štruktúru. Najmä ich bunky obsahovali jadro. Vznikajúce eukaryoty však mali viac ako jedného predchodcu. Napríklad mitochondrie, základné zložky buniek všetkých zložitých živých organizmov, sa vyvinuli z voľne žijúcich baktérií zachytených starými eukaryotmi.
Existuje mnoho odrôd jednobunkových eukaryotov. Predpokladá sa, že všetky zvieratá, a teda aj ľudia, pochádzajú z jednobunkových organizmov, ktoré sa naučili pohybovať pomocou bičíka umiestneného v zadnej časti bunky. Bičíky tiež pomáhajú filtrovať vodu pri hľadaní potravy.
Choanoflagelates pod mikroskopom, ako sa vedci domnievajú, z takýchto tvorov kedysi pochádzali všetky zvieratá
Niektoré druhy bičíkovcov žijú zjednotené v kolóniách, predpokladá sa, že prvé mnohobunkové živočíchy kedysi vzišli z takýchto kolónií prvokov bičíkovcov.
3) Vývoj mnohobunkových organizmov. Bilaterálne.
Približne pred 1,2 miliardami rokov sa objavili prvé mnohobunkové organizmy. No evolúcia napreduje stále pomaly a navyše je brzdený vývoj života. Pred 850 miliónmi rokov teda začalo globálne zaľadnenie. Planéta je pokrytá ľadom a snehom už viac ako 200 miliónov rokov.
Presné podrobnosti o vývoji mnohobunkových organizmov bohužiaľ nie sú známe. Je však známe, že po určitom čase sa prvé mnohobunkové zvieratá rozdelili do skupín. Špongie a lamelárne špongie, ktoré prežili dodnes bez zvláštnych zmien, nemajú oddelené orgány a tkanivá a filtrujú živiny z vody. Koelenteráty nie sú oveľa zložitejšie, majú iba jednu dutinu a primitívny nervový systém. Všetky ostatné vyvinutejšie živočíchy, od červov až po cicavce, patria do skupiny bilaterií a ich charakteristickým znakom je obojstranná symetria tela. Kedy sa objavila prvá bilatéria nie je s určitosťou známe, pravdepodobne sa tak stalo krátko po skončení globálneho zaľadnenia. K vytvoreniu bilaterálnej symetrie a objaveniu sa prvých skupín bilaterálnych živočíchov došlo pravdepodobne pred 620 až 545 miliónmi rokov. Nálezy fosílnych odtlačkov prvej bilatérie pochádzajú z obdobia pred 558 miliónmi rokov.
Kimberella (odtlačok, vzhľad) - jeden z prvých objavených druhov Bilateria
Čoskoro po ich vzniku sa bilatérie rozdeľujú na protostómy a deuterostómy. Takmer všetky bezstavovce pochádzajú z prvokov - červy, mäkkýše, článkonožce atď. Vývoj deuterostómov vedie k objaveniu sa ostnatokožcov (ako sú ježovky a hviezdy), polostruncov a strunatcov (vrátane ľudí).
V poslednom čase pozostatky tvorov tzv Saccorhytus coronarius.Žili približne pred 540 miliónmi rokov. Podľa všetkého bol tento malý (veľký len asi 1 mm) tvor predkom všetkých deuterostomických zvierat, a teda aj ľudí.
Saccorhytus coronarius
4) Vzhľad strunatcov. Prvá ryba.
Pred 540 miliónmi rokov nastáva „kambrická explózia“ - vo veľmi krátkom čase sa objaví obrovské množstvo rôznych druhov morských živočíchov. Fauna tohto obdobia bola dobre prebádaná vďaka Burgess Shale v Kanade, kde sa zachovali pozostatky obrovského množstva organizmov z tohto obdobia.
Niektoré z kambrických zvierat, ktorých pozostatky sa našli v Burgess Shale
V bridlici sa našlo veľa úžasných zvierat, bohužiaľ už dávno vyhynutých. No jedným z najzaujímavejších nálezov bol nález pozostatkov malého živočícha zvaného pikaia. Toto zviera je najskorším nájdeným zástupcom kmeňa strunatcov.
Pikaya (pozostatky, kresba)
Pikaia mala žiabre, jednoduché črevo a obehový systém, ako aj malé chápadlá v blízkosti úst. Toto malé zvieratko, veľké asi 4 cm, pripomína moderné lancety.
Netrvalo dlho a ryba sa objavila. Za prvé nájdené zviera, ktoré možno klasifikovať ako ryba, sa považuje Haikouichthys. Bol ešte menší ako Pikaiya (len 2,5 cm), no už mal oči a mozog.
Takto vyzeral Haykowihthys
Pikaia a Haikouihthys sa objavili pred 540 až 530 miliónmi rokov.
Po nich sa čoskoro v moriach objavilo mnoho väčších rýb.
Prvá fosílna ryba
5) Evolúcia rýb. Pancierové a skoré kostnaté ryby.
Evolúcia rýb trvala pomerne dlho a spočiatku vôbec neboli dominantnou skupinou živých tvorov v moriach, ako je tomu dnes. Naopak, museli uniknúť pred takými veľkými predátormi, akými sú kôrovce. Objavili sa ryby, v ktorých bola hlava a časť tela chránené škrupinou (predpokladá sa, že z takejto škrupiny sa následne vyvinula lebka).
Prvé ryby boli bez čeľustí, pravdepodobne sa živili malými organizmami a organickými úlomkami, nasávali a filtrovali vodu. Len asi pred 430 miliónmi rokov sa objavili prvé ryby s čeľusťami - placodermy alebo pancierové ryby. Ich hlavu a časť trupu pokrývala kostená škrupina pokrytá kožou.
Staroveké lastúrniky
Niektoré z obrnených rýb sa stali veľkými a začali viesť dravý životný štýl, ale vďaka vzhľadu kostnatých rýb sa urobil ďalší krok vo vývoji. Spoločný predok chrupavčitých a kostnatých rýb, ktoré obývajú moderné moria, pravdepodobne pochádza z obrnených rýb a samotné pancierové ryby, akantódy, ktoré sa objavili približne v rovnakom čase, ako aj takmer všetky ryby bez čeľustí následne vyhynuli.
Entelognathus primordialis - pravdepodobná prechodná forma medzi obrnenými a kostnatými rybami, žila pred 419 miliónmi rokov
Za úplne prvú objavenú kostnatú rybu, a teda za predka všetkých suchozemských stavovcov, vrátane človeka, sa považuje Guiyu Oneiros, ktorý žil pred 415 miliónmi rokov. V porovnaní s dravými pancierovými rybami, ktoré dosahovali dĺžku 10 m, bola táto ryba malá – len 33 cm.
Guiyu Oneiros
6) Ryby prichádzajú na súš.
Zatiaľ čo ryby sa v mori ďalej vyvíjali, rastliny a živočíchy iných tried sa už dostali na pevninu (stopy po prítomnosti lišajníkov a článkonožcov na nej boli objavené už pred 480 miliónmi rokov). Ale nakoniec aj ryby začali rozvíjať pôdu. Z prvých kostnatých rýb vznikli dve triedy - lúčoplutvé a laločnaté. Väčšina moderných rýb sú lúčoplutvé a sú dokonale prispôsobené na život vo vode. Naopak, laločnaté ryby sa prispôsobili životu v plytkých vodách a malých sladkovodných útvaroch, v dôsledku čoho sa im predĺžili plutvy a plavecký mechúr sa postupne zmenil na primitívne pľúca. V dôsledku toho sa tieto ryby naučili dýchať vzduch a plaziť sa po súši.
Eusthenopteron ( ) je jednou z fosílnych laločnatých rýb, ktorá je považovaná za predchodcu suchozemských stavovcov. Tieto ryby žili pred 385 miliónmi rokov a dosahovali dĺžku 1,8 m.
Eusthenopteron (rekonštrukcia)
- ďalšia laločnatá ryba, ktorá sa považuje za pravdepodobnú prechodnú formu evolúcie rýb na obojživelníky. Už mohla dýchať pľúcami a plaziť sa na zem.
Panderichthys (rekonštrukcia)
Tiktaalik, ktorého pozostatky sa našli spred 375 miliónov rokov, bol ešte bližšie k obojživelníkom. Mal rebrá a pľúca, mohol otáčať hlavou oddelene od tela.
Tiktaalik (rekonštrukcia)
Jedným z prvých zvierat, ktoré už neboli klasifikované ako ryby, ale medzi obojživelníky, boli ichtyostegas. Žili asi pred 365 miliónmi rokov. Tieto malé živočíchy, dlhé asi meter, hoci už mali namiesto plutiev labky, sa stále len ťažko pohybovali na súši a viedli polovodný životný štýl.
Ichthyostega (rekonštrukcia)
V čase objavenia sa stavovcov na súši nastalo ďalšie hromadné vymieranie - devón. Začalo to približne pred 374 miliónmi rokov a viedlo k vyhynutiu takmer všetkých rýb bez čeľustí, obrnených rýb, mnohých koralov a iných skupín živých organizmov. Napriek tomu prvé obojživelníky prežili, hoci im trvalo viac ako jeden milión rokov, kým sa viac-menej prispôsobili životu na súši.
7) Prvé plazy. Synapsidy.
Obdobie karbónu, ktoré sa začalo približne pred 360 miliónmi rokov a trvalo 60 miliónov rokov, bolo pre obojživelníky veľmi priaznivé. Značnú časť krajiny pokrývali močiare, podnebie bolo teplé a vlhké. V takýchto podmienkach mnoho obojživelníkov naďalej žilo vo vode alebo v jej blízkosti. Ale približne pred 340-330 miliónmi rokov sa niektorí z obojživelníkov rozhodli preskúmať suchšie miesta. Vyvinuli sa im silnejšie končatiny, vyvinutejšie pľúca a koža sa im, naopak, vysušila, aby nestrácala vlhkosť. Aby sme však mohli žiť ďaleko od vody naozaj dlho, bola potrebná ešte jedna dôležitá zmena, pretože obojživelníky sa podobne ako ryby vytierali a ich potomstvo sa muselo vyvíjať vo vodnom prostredí. A asi pred 330 miliónmi rokov sa objavili prvé amnioty, teda zvieratá schopné znášať vajíčka. Škrupina prvých vajec bola ešte mäkká a nie tvrdá, mohli sa však už znášať na súši, čo znamená, že potomstvo sa už mohlo objaviť mimo nádrže a obísť štádium pulca.
Vedci sú stále zmätení, pokiaľ ide o klasifikáciu obojživelníkov z obdobia karbónu a o tom, či by sa niektoré fosílne druhy mali považovať za rané plazy alebo ešte stále obojživelníky, ktoré získali len niektoré plazí znaky. Tak či onak, tieto prvé plazy alebo plazivé obojživelníky vyzerali asi takto:
Westlotiana je malé zviera asi 20 cm dlhé, spájajúce v sebe znaky plazov a obojživelníkov. Žil približne pred 338 miliónmi rokov.
A potom sa rané plazy rozdelili, čím vznikli tri veľké skupiny zvierat. Paleontológovia rozlišujú tieto skupiny podľa štruktúry lebky - podľa počtu otvorov, cez ktoré môžu prechádzať svaly. Na obrázku zhora nadol sú lebky anapsid, synapsid A diapsid:
Zároveň sa anapsidy a diapsidy často spájajú do skupiny sauropsidy. Zdalo by sa, že rozdiel je úplne nepatrný, no ďalší vývoj týchto skupín sa uberal úplne inými cestami.
Sauropsidy dali vzniknúť pokročilejším plazom vrátane dinosaurov a potom vtákom. Synapsidy dali vzniknúť vetve jašterov podobných zvieratám a potom cicavcom.
Pred 300 miliónmi rokov začalo permské obdobie. Podnebie bolo suchšie a chladnejšie a na súši začali dominovať rané synapsidy - pelykosaury. Jedným z pelykosaurov bol Dimetrodon, ktorý bol dlhý až 4 metre. Na chrbte mal veľkú „plachtu“, ktorá pomáhala regulovať telesnú teplotu: pri prehriatí sa rýchlo ochladiť alebo naopak rýchlo zahriať vystavením chrbta slnku.
Predpokladá sa, že obrovský Dimetrodon je predkom všetkých cicavcov, a teda aj ľudí.
8) Cynodonty. Prvé cicavce.
V polovici permského obdobia sa z pelykosaurov vyvinuli terapeuti, ktorí sa viac podobali zvieratám ako jašterám. Terapsidy vyzerali asi takto:
Typický terapeut permského obdobia
Počas permského obdobia vzniklo veľa druhov terapsidov, veľkých aj malých. Ale pred 250 miliónmi rokov nastala silná kataklizma. V dôsledku prudkého nárastu sopečnej činnosti sa teplota zvyšuje, klíma sa stáva veľmi suchou a horúcou, veľké plochy pôdy sú vyplnené lávou a atmosféra je naplnená škodlivými sopečnými plynmi. Nastáva veľké permské vymieranie, najväčšie masové vymieranie druhov v dejinách Zeme, vyhynie až 95 % morských a asi 70 % suchozemských druhov. Zo všetkých terapeutov prežije iba jedna skupina - cynodonti.
Cynodonty boli prevažne malé zvieratá, od niekoľkých centimetrov do 1-2 metrov. Boli medzi nimi dravce aj bylinožravce.
Cynognathus je druh dravého cynodonta, ktorý žil asi pred 240 miliónmi rokov. Bol asi 1,2 metra dlhý, jeden z možných predkov cicavcov.
Po zlepšení klímy však cynodonti neboli predurčení ovládnuť planétu. Iniciatívy sa chopili diapsidy – dinosaury sa vyvinuli z malých plazov, ktoré čoskoro obsadili väčšinu ekologických výklenkov. Cynodonti im nemohli konkurovať, drvili ich, museli sa skrývať v dierach a čakať. Trvalo dlho, kým sa to vypomstilo.
Cynodonty však prežili, ako sa len dalo, a pokračovali vo vývoji, čím sa čoraz viac podobali cicavcom:
Evolúcia cynodontov
Nakoniec sa prvé cicavce vyvinuli z cynodontov. Boli malé a pravdepodobne nočné. Nebezpečná existencia medzi veľkým počtom predátorov prispela k silnému rozvoju všetkých zmyslov.
Megazostrodon je považovaný za jedného z prvých skutočných cicavcov.
Megazostrodon žil približne pred 200 miliónmi rokov. Jeho dĺžka bola len asi 10 cm. Megazostrodon sa živil hmyzom, červami a inými malými živočíchmi. Pravdepodobne on alebo iné podobné zviera bol predkom všetkých moderných cicavcov.
Ďalší vývoj – od prvých cicavcov až po človeka – zvážime v r.
Neskoré ťažké bombardovanie
Podľa zistení nedávno publikovanej štúdie život v podmienkach nízkych teplôt nemusel vzniknúť a následne sa rozšíril do teplejších oblastí. Dôkazom toho je analýza génových sekvencií patriacich do najranejšieho života.
Všetok moderný život na Zemi pramení z dvoch udalostí v biologickej histórii našej planéty. Ide o vznik prvých foriem života pred miliardami rokov a ich následný vývoj až po posledného univerzálneho spoločného predka (LUCA) všetkých živých organizmov.
Tieto dva vyhynuté druhy – prvý život a LUCA – s najväčšou pravdepodobnosťou existovali za radikálne odlišných podmienok. A to naznačuje, že raný život musel prejsť sériou evolučných zmien, ktorých stopy možno stále nájsť v živých organizmoch.
„Na začiatku evolúcie si stretnutie s dramatickou zmenou životného prostredia mohlo vyžadovať zvýšenie úrovne biologickej komplexnosti potrebnej na existenciu LUCA. Bolo to nevyhnutné, aby sa zabezpečilo, že evolučný potenciál sa bude naďalej zvyšovať a umožní kolonizáciu takmer každého biotopu na Zemi počas nasledujúcich štyroch miliárd rokov,“ povedal Greg Fournier, evolučný biológ z Massachusettského technologického inštitútu v rozhovore pre časopis. Astrobiológia.
Fournier a jeho kolegyňa Marjorie Cantin podrobne opísali svoje zistenia v časopise Pôvod života a vývoj biosfér“.
Hoci DNA je dnes uznávaná ako základ života, teória zdieľaná mnohými evolučnými biológmi je, že prvé živé bytosti na Zemi mohli používať jednoduchšiu molekulu RNA. Je schopný kódovať genetickú informáciu, rovnako ako DNA, a je schopný spúšťať životne dôležité chemické reakcie.
Výsledky výskumu
Výskumníci analyzovali záznamy génových sekvencií nájdených vo všetkých živých organizmoch žijúcich na Zemi, vrátane tých, ktoré sú pravdepodobne podobné najstarším organizmom Zeme. To im umožnilo zistiť, ktoré z týchto sekvencií mal raný život. Potom sa pozreli na predchádzajúci výskum, ktorý ukázal, ako dobre tieto sekvencie RNA fungovali za rôznych podmienok - teploty, kyslosti a úrovne žiarenia. To pomohlo určiť, ako mohlo vyzerať prostredie najstaršieho života na Zemi.
Ultrafialové svetlo môže poškodiť RNA, ale môže tiež stimulovať chemické reakcie, ktoré pomáhajú vytvárať kľúčové stavebné kamene života. V čase vzniku života, približne pred 4,4 miliardami rokov, vyžaroval oveľa viac ultrafialového žiarenia ako teraz. Vedci predpokladajú, že život prvýkrát vznikol na povrchu Zeme pod nejakým druhom radiačného štítu. Môže to byť voda, ľad, sediment alebo iné bariéry. Život mal zároveň prístup do nechráneného prostredia, v ktorom sa mohli generovať kľúčové biomolekuly.
Teploty na Zemi mohli byť v tom čase relatívne nízke. Mladé Slnko bolo dostatočne chladné, aby vytvorilo značné množstvo morského ľadu. Ľahké aminokyseliny (stavebné kamene proteínov) a dlhé molekuly RNA boli zostavené pri týchto nízkych teplotách. Okrem toho ľadové povrchy a kaša mohli pomôcť spojiť koncentrované biomolekuly, aby sa uľahčil vznik života.
Spoločný predok LUCA
Posledný univerzálny spoločný predok, mikrobiálny druh, z ktorého pochádza všetok život na našej planéte, však mohol žiť pri miernych teplotách. Vedci môžu hádať, kto bol LUCA, štúdiom génov organizmov Zeme, ktoré dnes existujú. Analýzou toho, ako sa tieto gény menili v priebehu evolúcie, a odvodením, aké boli staroveké verzie týchto génov. Vedci zistili, že sekvencie DNA, ktoré tvoria približne 600 génov LUCA a aminokyseliny, ktoré tvoria jej proteíny, sú zvyčajne najstabilnejšie pri miernych teplotách.
„Na základe práce, ktorú sme vykonali pred nami, predpokladáme, že život sa rozšíril a prispôsobil novému prostrediu na začiatku svojej histórie,“ hovorí spoluautorka štúdie Marjorie Cantin, geobiologička z Massachusettského technologického inštitútu.
Vedci tiež navrhli, že LUCA žila na povrchu Zeme, na rozdiel od iných štúdií, ktoré tvrdili, že LUCA žila okolo hlbokomorských hydrotermálnych prieduchov. Ak LUCA skutočne vznikla na zemskom povrchu, pravdepodobne mala gény, ktoré kompenzovali škody spôsobené ultrafialovým žiarením.
Výskumníci naznačili, že keďže sa zdá, že život vznikol v úplne inom prostredí, než v akom žila LUCA, rané organizmy sa pravdepodobne vyvinuli tak, aby odolali radikálnym zmenám v prostredí. Katalyzátorom týchto udalostí mohlo byť neskoré ťažké bombardovanie, počas ktorého sa veľa asteroidov a komét zrazilo so Zemou a inými vnútornými planétami. Zároveň sa vytvorila kontinentálna kôra a na povrchu Zeme sa objavilo veľa tekutej vody.
Kľúčová skorá adaptácia pravdepodobne zahŕňala vývoj buniek, to znamená lokalizáciu organizmu v bunkovej membráne. Výsledná bunková štruktúra bola kriticky dôležitá pre organizmy, keď sa zmenili ich počiatočné podmienky.
Štart: svet RNA organizmov
Rekombinácia
DNA
komunity
1. poschodie:
2. poschodie:
3. poschodie:
18.02.2015 o 15:40 hod
V predchádzajúcom článku o evolúcii bolo popísané, ako sa o tom všetkom vedci dozvedeli, aké metódy používali. Vďaka týmto metódam veda nazhromaždila množstvo dôkazov o tom, že typy živých organizmov na našej planéte sa časom menia. A na základe dôkazov vytvorila jedinú teóriu, ktorá vysvetľuje tieto zmeny.
Toto je evolučná teória Charlesa Darwina, ktorá sa dnes nazýva „neodarwinizmus“, pretože je podporovaná genetikou.
Evolúcia prebieha medzi obrovským počtom druhov počas obrovských časových období a je to systémový proces. Evolúcia funguje tak, že mení to, čo je, nevytvára nové druhy od nuly.
Podstatou evolúcie je toto. Prostredie planéty sa neustále mení a jednotlivci menia to, čo majú. Ak to nedokážu, vymrú, pretože sa neprispôsobili životu v nových podmienkach.
Počas 4,5 miliardy rokov existencie našej planéty sa 99,99 % druhov nedokázalo prispôsobiť meniacim sa podmienkam. Preto sa ľudstvo namiesto zakladania demokracií a kontroly cien ropy musí obávať, že sa časom ako druh zmení na nové podmienky, ktoré sa na planéte určite vytvoria. To znamená, že hovoríme o riadenej evolúcii. Ale o tom viac v nasledujúcich článkoch.
Jedným príkladom riadenej evolúcie je, že kosačky na trávu vyberajú púpavy pre nízky vzrast a rýchly rast stoniek kvetov.
Technicky evolúcia druhov prebieha takto (zjednodušený pohľad).
Základom evolúcie je zmena génov jedincov. Existujú dva hlavné dôvody zmien – vonkajšie (mutácie – vplyv ultrafialového žiarenia, žiarenia, vysokých teplôt a pod.) a vnútorné (kombinácia génov od otca a matky). Môžeme povedať, že génové mutácie sú kopírovaním chýb v dôsledku pôsobenia množstva faktorov. V dôsledku génovej mutácie sa rodia potomkovia, ktorí majú nové vlastnosti tela. Trošku dlhší trup, o niečo väčší mozog, o niečo viac či menej ochlpenia.
Génové mutácie môžu byť neutrálne, škodlivé alebo prospešné.
V dôsledku neutrálnych mutácií nové znaky organizmu nemajú žiadny vplyv na jeho život. Napríklad v priemernej klíme jednému z jedincov narástla o niečo viac srsti. Cítil sa trochu teplejšie a to bolo všetko.
Škodlivé mutácie vedú k tomu, že telo horšie znáša podmienky prostredia. Napríklad v horúcom podnebí narástla jednému z jedincov o niečo viac srsti. Začalo sa to prehrievať. A to negatívne vplýva na jeho výkonnosť (spomínajte si na seba v štyridsiatich stupňoch), na fungovanie mozgu (myslí sa horšie) a v niektorých prípadoch môže viesť až k sterilizácii (žiadne potomstvo). Pre takýto organizmus je ťažšie prežiť a zomrie, pričom nezanechá žiadne potomstvo.
Priaznivé mutácie spôsobujú, že telo lepšie znáša podmienky prostredia. Napríklad v chladnom podnebí narástla jednému z jedincov o niečo viac srsti. Oteplilo sa, ľahšie prežije, môže byť dlhšie vonku, dostane viac potravy. A napokon je pre neho jednoduchšie dožiť sa reprodukčného veku a zanechať po sebe potomkov, z ktorých niektorí zdedia gén pre „väčšiu chlpatosť“.
To znamená, že hlavným článkom v mechanizme evolúcie je proces reprodukcie jedincov s novými vlastnosťami. Keď sa zmenia životné podmienky, niektoré organizmy nemajú vlastnosti potrebné na prežitie. Umierajú skôr, ako majú potomstvo a línia prenosu génov organizmov s takýmito vlastnosťami je prerušená. Druhá časť má potrebné vlastnosti tela, prežíva a zanecháva po sebe potomstvo, ktoré má tieto vlastnosti.
Z týchto potomkov prežijú tí, ktorí majú tieto znaky zosilnené. Napríklad nastáva doba ľadová, ochladzuje sa a prežijú len tie druhy, ktorým s každou novou generáciou narastie viac srsti. A tu je nový druh - nosorožec srstnatý.
Nastala evolúcia.
Môžeme povedať toto: vlastnosti, ktoré prispievajú k reprodukcii druhu, podliehajú pozitívnemu prirodzenému výberu. To znamená, že prispievajú k prežitiu jedincov druhu, ktorý má takéto vlastnosti. A vlastnosti, ktoré bránia reprodukcii druhu, podliehajú negatívnemu prirodzenému výberu. To znamená, že prispievajú k vyhynutiu jedincov druhu, ktorý má takéto vlastnosti.
Vráťme sa k nosorožcom – neprispôsobení jedinci môžu uhynúť všetci, čím rodový druh úplne vyhynie. Alebo by niektorí mohli migrovať na juh a prežiť na nových územiach. Zároveň na planéte zostávajú dva nové druhy nosorožcov.
To znamená, že k vyhynutiu druhov dochádza v dôsledku skutočnosti, že sa neprispôsobujú novým podmienkam prostredia. A vznik nových druhov nastáva v dôsledku oddelenia druhov. Napríklad niektoré dinosaury začali lietať a dali vzniknúť vtákom. Druhá časť spadla do vody a stali sa z nej veľryby. A tretia časť zostala na zemi a všetci vymreli.
Ďalší príklad. Laločnaté ryby, ktoré sú predkami všetkých suchozemských zvierat a vtákov, začali vyskakovať na breh v honbe za korisťou. Niektorým rybám sa postupne posilňovalo plutvové svalstvo a dokázali sa postupne pohybovať na súši. A potom sa plutvy vyvinuli na nohy a ryby sa zmenili na suchozemské zvieratá. A niektoré ryby zostali žiť vo vode. Tu sú pre vás dva nové druhy.
V prostredí so stabilnými podmienkami evolúcia prebieha oveľa pomalšie. Stabilita však hrá proti druhom; ak sa podmienky náhle začnú dramaticky meniť, väčšina druhov nemá čas sa prispôsobiť a vymrie.
Na miestach so stabilnými podmienkami (zvyčajne trópy) majú druhy viac potomkov a menej sa o ne starajú. To znamená, že úroveň spolupráce v chladnom podnebí je geneticky vyššia ako v teplom podnebí. Preto v západných krajinách, kde je teplejšie, je vyššia miera individualizmu a v Rusku, kde je chladnejšie, je viac kolektivizmu.
Čím viac sa biotop druhu mení, tým rýchlejšie sa vyvíja alebo smeruje k vyhynutiu. Po zmene biotopu sa evolúcia zrýchľuje a potom sa postupne spomaľuje, keď sa blíži k rovnováhe.
Selekcia, ktorá úplne nezničí populáciu, urýchľuje jej vývoj. A čím väčší bude podiel jedincov, ktorí nezanechajú potomstvo, tým rýchlejšie sa bude populácia vyvíjať (za predpokladu, že sa zachová aspoň minimálny počet jedincov nevyhnutný na udržanie populácie).
Mimochodom, všetky živé organizmy sú geneticky naprogramované na starnutie a smrť. Starnutie je zbytočná strata reprodukujúcich sa dospelých jedincov a nie je biologicky potrebná, pretože niektoré druhy žijú stovky a tisíce rokov (napríklad borovica štetinová až 5000 rokov). Ale pokiaľ jednotlivec nezostarne a nezomrie, čím sa uvoľní územie a zdroje pre ďalšiu generáciu, generačný cyklus sa spomalí a druh sa nebude môcť vyvíjať dostatočne rýchlo, aby držal krok so zmenami prostredia. Tento problém sa rieši pomocou genetických hodín, ktoré spôsobujú starnutie jedincov.
Hlavným dôvodom, ktorý vedie k evolúcii druhov, je zmena podmienok prostredia. To je zmena klímy. Klíma sa najvýraznejšie mení v miernych zemepisných šírkach, v trópoch a na severe je stabilnejšia. Preto je rýchlosť vývoja vyššia práve v miernych zemepisných šírkach.
Druhým najdôležitejším dôvodom prirodzeného výberu po klíme je sexuálny výber.
Prítomnosť sexuálneho výberu znamená, že pohlavia neinteragujú promiskuitne, ale uprednostňujú jedincov opačného pohlavia s určitými vlastnosťami. V tomto prípade bude najopatrnejšie pohlavie, ktoré stratí viac z neúspešného výberu, a to sú spravidla ženy.
Pohlavie, ktoré si vyvinulo mnoho nadbytočných vlastností, ktoré nie sú užitočné pri získavaní potravy, vyhýbaní sa predátorom a podobne, ale ktoré sa páčia opačnému pohlaviu, určite podstúpi sexuálnu selekciu. U vtákov majú samce takmer vždy tieto vlastnosti. Samce sú často pestrofarebné, majú farebné perie a spievajú krásne piesne, ktoré priťahujú samice aj dravce. Nadmerné znaky hovoria samiciam, že samec musí mať skutočne vynikajúce vlastnosti, aby ho nezožrali s takým jasným vzhľadom.
Ženy si medzi ľuďmi zvykli vyberať mužov pre ich silu, keďže to bolo potrebné na prežitie. V súčasnosti sa predpokladá, že ženy si vyberajú mužov pre ich inteligenciu, ktorá sa pri prežití stala dôležitejšou ako fyzická sila. Inteligencia dobre koreluje s bohatstvom a nižšou mierou kriminality, psychopatie a iných ukazovateľov, ktoré sú pre väčšinu žien žiaduce.
Tretím dôvodom prirodzeného výberu bol skupinový výber. Od objavenia sa prvých primátov, kým sa ľudskí predkovia nestali skupinovými zvieratami, prešli milióny rokov. Skupinové správanie je stále hlboko zakorenené v našich génoch a dnes môžeme vidieť, ako ľahko tvoríme skupiny a aké dôležité je, aby nás ostatní do našich skupín prijali. Lojalita k svojej skupine vznikla preto, že jednotlivci, ktorí konali v zhode so svojimi súdruhmi pre ich vzájomný prospech, najmä v konfliktoch s ostatnými, boli reprodukčne úspešnejší ako tí, ktorí tak nerobili.
Pravidelne sa objavuje otázka: kto vedie evolúciu? Na túto otázku existujú dve odpovede. Vedci tvrdia, že nikto, veriaci hovoria, že evolúcia prebieha podľa plánu Boha, teda najvyššej inteligentnej bytosti, ktorá potom z nejakého dôvodu zničila 99,99% svojich výtvorov.
Vedecký prístup k tejto problematike je nasledujúci. Existujú fyzikálne zákony, podľa ktorých prebiehajú fyzikálne procesy. Ak sa kameň kotúľa dolu z hory, môžu byť predložené dve verzie. Prvý (náboženský) - kameň sa pohybuje smerom nadol podľa vôle Boha, druhý (vedecký) - kameň sa valí pod vplyvom fyzikálneho zákona gravitácie.
K evolúcii dochádza aj prostredníctvom fyzikálneho procesu génovej mutácie. To vedie k objaveniu sa jedincov, ktorí majú nové vlastnosti. Tí jedinci, ktorým nové vlastnosti umožňujú prežiť v meniacich sa podmienkach, prežívajú a rozmnožujú sa. Postupne sa menia aj ich potomkovia a tak vzniká nový druh. To znamená, že medzi narodenými prežije ten najschopnejší a porodí potomstvo. Tí jedinci, ktorým existujúce a nové vlastnosti neumožňujú prežiť v meniacich sa podmienkach, zomierajú a nezanechávajú potomstvo. O tom je prirodzený výber. Takto prebieha evolúcia a nikto ju neriadi.
Aj keď v prírode prebieha riadená evolúcia živých organizmov, ktorú vykonávajú ľudia. Ide o vývoj nových odrôd rastlín a nových plemien domácich zvierat. Kvety paradajok jednej odrody sa opeľujú inou odrodou, z plodov týchto kvetov sa odoberajú semená a pestujú sa z nich nové rastliny. Ak majú nové užitočné spotrebiteľské vlastnosti (zvýšená produktivita, odolnosť proti plesni atď.), Potom sa táto odroda ponechá a rozmnoží. Ak neexistujú žiadne prospešné vlastnosti alebo sa odroda zhoršila ako jej rodičia, potom je zničená.
To isté sa deje v prírodných podmienkach. Len sa to vykonáva jednoduchšie a iba podľa jedného kritéria - tie druhy, ktoré sa ukázali byť viac prispôsobené životu v okolitých podmienkach, prežijú a rodia potomstvo. A neprispôsobení zomierajú bez toho, aby splodili potomstvo.
Príroda neprežíva sentimentálne pocity, nevstupuje do pozície slabých a bezmocných a nesnaží sa vytvárať určitý typ osobnosti. Konečným produktom je v každom prípade úspešná reprodukcia, nech sa nám to zdá akokoľvek úbohé, podlé alebo ponižujúce. Rozmnožujte sa aktívnejšie ako ostatní a zostanete v hre, inak budete vyradení. A tak stále dookola.
Buď vieme, ako evolúcia funguje, alebo tomu môžeme veriť. Vedomosti sú teória podložená dôkazmi. Viera je teória, ktorá existuje bez dôkazov.
V živote v 99,99 % prípadov operujeme vedomosťami, nie presvedčeniami. Neustále používame dôkazy, ktoré sa dajú zaznamenať.
Dopravný policajt ukazuje vodičovi radarový indikátor, ktorý ukazuje rýchlosť vozidla. Vodič, samozrejme, môže povedať „Verím, že som išiel inou rýchlosťou“, ale jeho vieru nebudem brať do úvahy.
Sudca, bez ohľadu na to, aký je náboženský, skúma dôkazy, a nie to, čomu veria účastníci procesu.
Účtovníci, inžinieri, učitelia, inštalatéri, predajcovia atď. - všetci pracujeme s faktami a nie s ovocím niekoho predstavivosti.
Evolúcia funguje podľa fyzikálnych zákonov a nie na príkaz fiktívnej vyššej bytosti.
Spory o tom, ako sa objavili živé organizmy a kto ich vytvoril, sa vedú už dlho. Spočiatku boli veľmi jednoduché. Tí, ktorí nesúhlasili s tým, že „Boh stvoril svet za šesť dní“, grilovali na ohni. Vtedy bolo zástancov šesťdňového stvorenia podstatne menej a teraz mu veria len ľudia v ranom štádiu duševného vývoja. Pretože je veľmi ťažké poprieť vedecky dokázanú evolúciu – príliš veľa faktov naznačuje nie.
Zástancovia náboženskej teórie (verím čomukoľvek, čo mi povedia, že mám veriť) majú iný trik – „áno, existovala evolúcia, ale deje sa podľa vôle Božej“. A na logickú otázku – „prečo Boh stvoril milióny druhov živých bytostí a potom zničil 99,99 % z nich?“ sú dané dve primitívne odpovede – „všetko je Božia vôľa“ a „Božie cesty sú nevyspytateľné“.
Je to zaujímavé, ale evolučnú teóriu je veľmi ľahké zničiť - na to stačí nájsť zvyšky živého organizmu vo vrstve, ktorá nie je z jeho obdobia. Je to ako keby ste našli desaťrubľovú mincu v kuse uhlia, celá teória tvorby uhlia sa okamžite skončí. Ľudia teda robia archeológiu niekoľko stoviek rokov. A nikdy nenašli pozostatky živých bytostí vo vrstvách, ktoré neboli z ich obdobia. To znamená, že Darwinova evolučná teória je správna.
Ďalší článok bude venovaný evolúcii človeka – ako sa z primátov zrodili moderní ľudia.
