Откуда на земле появился человек: Лекция “Как появился человек: эволюция жизни на Земле”

Содержание

Как, когда и откуда на Земле появился первый человек? | Мир чудес

Этот вопрос мучает не только многие поколения ученых, но и всех живущих людей. К сожалению, никто не может дать на него точный ответ.

Тайна появления человека на Земле привлекала и наших предков. Первым известным человеком, который занялся раскопками, чтобы узнать о тех, кто жил на планете до него, считается вавилонский царь Набонид (IV в. до н. э.). В поисках древних надписей он раскапывал развалины разрушенных временем дворцов.

Известный римский поэт Лукреций Кар в I веке до н. э. высказал предположение, что древние люди бродили по земле как дикие звери.

Загадочные гигантские кости находили и древние греки. Филострат во II веке до н. э. так описывал эти находки:

«Рассматривая их, я был поражен величиной, которая ужасна и непостигаема. Череп мы наполнили вином, но целых два критских ведра были влиты в него, и все еще оставалось место».

Древние греки считали, что эти кости принадлежали гигантам, которые жили до них на Земле и вели войну с богами Олимпа.

Источник фото: http://apxeo.info/wp-content/uploads/2014/02/bones.jpg

Источник фото: http://apxeo.info/wp-content/uploads/2014/02/bones.jpg

Очень часто грекам удавалось находить загадочные изделия из камня. Но они и не предполагали, что сделали их древние люди, а считали их небесными посланиями. Древние греки верили, что эти каменные вещи обладают магической силой и приносят удачу. Только спустя тысячи лет ученые установили, что доисторические гигантские кости – это останки мамонтов, а каменные топоры принадлежали древним людям.

Согласно Библии, первыми людьми на Земле были Адам и Ева, их дети расселились по всей планете.

И сейчас некоторые ученые придерживаются мнения, что человека создали сверхъестественные силы. Возможно, это был Бог или высший космический разум. Есть версия, что жизнь на Земле появилась после того, как нашу планету посетили высокоразвитые инопланетяне.

В середине 1980-х годов проблемой появления людей на Земле занялись американские ученые Ребекка Канн и Марк Стоун. Результаты их работы были поразительны. Они установили, что подвид Homo Sapiens, человека разумного (к которому принадлежим все мы), ведет свое начало от одной-единственной женщины, которая жила в Африке примерно 200 тысяч лет назад.

Знаменитая эволюционная цепочка. Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

Знаменитая эволюционная цепочка. Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

Распространено мнение, что человек произошел от обезьяны. Много тысячелетий, шаг за шагом, шло развитие человека, постепенно он осваивал новые орудия труда, новые материалы, новые технологии. Вместе с тем менялся и облик человека. Он научился передвигаться только на ногах, руки его освободились и стали выполнять различные операции.

Карикатура на Чарлза Дарвина. Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

Карикатура на Чарлза Дарвина. Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

Теорию происхождения человека от обезьяны разработал Чарлз Дарвин в труде «Происхождение человека и естественный отбор» (1817). Основываясь на закономерностях развития природы, Дарвин доказал, что предком человека являются человекообразные обезьяны, населявшие нашу планету много миллионов лет назад в третичный период. Обнаруженные в 1891 году на острове Ява останки скелета древнего обезьяночеловека, которого стали называть питекантропом, казалось бы, только подтвердили правильность выводов Дарвина.

Позднее археологам удалось найти в различных областях нашей планеты останки других видов человекообезьян, находящихся на разных ступенях развития: австралопитеков, гомо габилисов, гомо эректусов. Однако доказать, что один вид человекообезьян развился в другой, не удается до сих пор.

Черепа древних людей: 1 — Австралопитек афарский. 2 — Австралопитек африканский. 3 — Homo rudolfensis. 4 — Homo ergaster. 5 — Homo ergaster. 6 — Homo erectus (питекантроп). 7 — Homo erectus (синантроп). 8 — Homo heidelbergensis. 9 — Homo heidelbergensis. 10 — Homo helmei. 11 — Homo sapiens idaltu. 12 — Homo sapiens sapiens. Источник фото: https://www.brain-games.ru/blogs/alexander_sokolov/13-nbsp-mifov-ob-nbsp-evolyutsii-cheloveka/

Черепа древних людей: 1 — Австралопитек афарский. 2 — Австралопитек африканский. 3 — Homo rudolfensis. 4 — Homo ergaster. 5 — Homo ergaster. 6 — Homo erectus (питекантроп). 7 — Homo erectus (синантроп). 8 — Homo heidelbergensis. 9 — Homo heidelbergensis. 10 — Homo helmei. 11 — Homo sapiens idaltu. 12 — Homo sapiens sapiens. Источник фото: https://www.brain-games.ru/blogs/alexander_sokolov/13-nbsp-mifov-ob-nbsp-evolyutsii-cheloveka/

Существует математическое доказательство того, что за 4,5 миллиарда лет, которые существует наша планета, методом «проб и ошибок» невозможно собрать даже одно звено молекулы ДНК. Кроме того, около миллиона лет назад на Земле обитали и габилисы, и эректусы. Как они сосуществовали, почему одни уже шагнули к более высокой стадии развития, другие остались на низкой? В какой части планеты впервые зародилась жизнь и как она распространилась в другие регионы? Или человечество развивалось в разных местах одновременно? К тому же существует ряд находок, указывающих на необъяснимо высокий уровень развития древнего человека, что заводит приверженцев эволюционного развития человечества в тупик.

В истории человечества накопилось множество загадок. Почему во всех частях земного шара встречаются одни и те же священные символы и заклинания? Откуда древние люди почерпнули точные астрономические знания, как им удалось составить лунный календарь?

Тайна появления человека на Земле по-прежнему остается нераскрытой. Приоткрыть ее непросто. Ведь нас отделяет от момента появления людей на Земле много тысячелетий. О том времени не осталось никаких письменных источников, никаких сообщений, есть только предположения и гипотезы. Ученые строят свои догадки, основываясь на предметах, найденных при раскопках, на пещерных и наскальных рисунках, которые оставил после себя древний человек.

Мы все так похожи, не правда ли? Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

Мы все так похожи, не правда ли? Источник: https://sokrovennik.ru/material/rossijskie-uchenye-protiv-charlza-darvina?_escaped_fragment_=

В нашей многовековой истории гораздо больше вопросов, чем ответов. И к сожалению, мы, люди XXI века, до сих пор не знаем свою родословную.

Спасибо за чтение! Если понравилось, ставьте лайк, подписывайтесь на наш канал, рассказывайте, что ещё чудесного происходит в мире!

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

2015 год ознаменовался целой серией прорывных открытий в антропологии. Ученым, наконец, стало понятно происхождение современных европейцев. Прояснилась ситуация и с внешним обликом: выяснилось, когда начала светлеть кожа, откуда у европейцев голубые глаза, почему в одних странах люди высокие, а в других — ниже среднего роста. «Лента.ру» рассматривает подробности новой картины «рассвета Европы».

До ХХI века происхождение европейцев не вызывало особых вопросов: считалось, что несколько миллионов лет на континенте жили грубые неандертальцы, а потом понаехали более развитые и утонченные кроманьонцы (в науке их принято называть «человек современный»), которые скрестились с неандертальцами и дали начало европейцам.

Но потом в геномах древних жителей континента нашли много интересного, и картина заселения Европы стала очень сложной. Произошло это благодаря новой науке — палеогенетике, отцом-основателем которой считается немец Сванте Паабо, в 1985-м году сумевший проанализировать ДНК египетской мумии возрастом в 2400 лет.

Материалы по теме

17:05 — 27 декабря 2010

Геном умершего человека, как и любого другого животного, быстро деградирует: двойная спираль ДНК под действием микробов рассыпается на мелкие осколки, многие из которых исчезают вовсе. И собрать этот пазл в более или менее осмысленную картинку — задача не из простых. Ее даже сравнивают со сбором планеты из рассыпавшихся атомов. Это, конечно, преувеличение — геном человека состоит «всего» из трех миллиардов пар оснований, что, конечно, для планеты недостаточно. Однако сложности задачи это не уменьшает.

Остатки древней ДНК еще и загрязняются более поздними отложениями, в первую очередь нуклеиновыми кислотами микробов и современных людей, которые, как выяснилось, могут кардинально менять результаты анализа. И произошедший в последнее время бум палеогенетических открытий должен бы, по идее, иметь какое-то серьезное основание — наподобие революции в деле собирания древних пазлов.

Однако о прорыве речь не идет. «Никакой особенной революции не произошло. Изменились методики анализа древней ДНК, стала намного эффективнее техника секвенирования, исследователи научились обнаруживать и выбрасывать из рассмотрения фрагменты ДНК более позднего происхождения, не имеющие отношения к исследуемому геному, и так далее. Словом, количество перешло в качество. К тому же палеогенетика сейчас активно развивается, все больше ученых начинает проявлять к ней повышенный интерес, отсюда и результаты», — считает профессор Евгений Рогаев, заведующий лабораторией эволюционной генетики в Институте общей генетики РАН.

Еще в 2013 году генетики определили, что современное население Европы унаследовало гены как минимум трех независимых популяций, живших на континенте в прошлом. Первая популяция — древние северные евразийцы (Ancient North Eurasians), которые генетически ближе всего к людям, населявшим в конце палеолита Сибирь, — их генов у нынешних европейцев меньше всего. Вторая группа — западноевропейские охотники-собиратели. Исследователи подчеркивают, что эта группа передала гены практически всему населению современной Европы, но не жителям ближневосточного региона. Третьей популяцией были земледельцы, которые пришли с территории Ближнего Востока.

Двумерная диаграмма родства древних людей и некоторых современных европейских и азиатских этносов

Изображение: Cold Spring Harbor Laboratory

В исторической перспективе последние события заселения Европы выглядят так: после исхода кроманьонцев из Африки 45 тысяч лет назад часть охотников-собирателей мигрировала к северо-западу, заселив большую часть Европы (от Испании до Венгрии), другие же отправились в области восточного Средиземноморья. Именно они во время неолитической революции первыми начали заниматься сельским хозяйством, а потом (10-12 тысяч лет назад) отправились заселять Европу, вытесняя древних охотников-собирателей.

В 2014 году группа генетиков под руководством Иосифа Лазаридиса из Гарварда сравнила геномы из костей 83 людей, живших примерно восемь тысяч лет назад и позже, с геномами современных европейцев — и обнаружила большие расхождения. У наших современников обнаружилось множество генетических маркеров, которых не было у охотников-собирателей древней Европы. Получалось, что генетику европейцев изменил еще какой-то народ. Ответ о его принадлежности был получен тем же Лазаридисом: загадочные маркеры нашлись в геномах представителей так называемой ямной культуры.

Собственно, это те же пришельцы из Африки, что 50-60 тысяч лет назад отправились с родины заселять Европу, только они мигрировали не на запад, а на восток. Позже, уже в бронзовом веке, они покинули степи современных России и Украины и примерно 4-5 тысяч лет назад перекочевали в Европу. Это были более продвинутые, чем тогдашние европейцы, народы ямной культуры (названной так потому, что они хоронили своих мертвых в ямах и насыпали на ямах курганы). Считается, что именно они принесли в Европу навыки скотоводства.

Источники ДНК и их археологические культуры на карте Евразии

Изображение: Nature

Совсем недавно, 16 ноября 2015, международная команда исследователей заявила в журнале Nature Communications, что в формирование современных европейцев внес свою лепту и Кавказ. Как свидетельствует генетический анализ останков, найденных в грузинской пещере Сацурблия (их возраст примерно 13 тысяч лет), на Кавказ тоже прибыли гости из Африки, но в неудачное время: как раз начинался ледниковый период. Ледники «заперли» первых кавказцев на несколько тысячелетий в горных долинах, изолировав их от соседних народов.

Генетический анализ показал, что геномы кавказцев по многим маркерам совпадают с геномами представителей ямной культуры, и, по всей видимости, они и подарили «ямникам» эти маркеры, спустившись после отступления ледников на равнины. Добрались ли сами древнежители гор Кавказа до Западной Европы — пока неизвестно, но они передали часть своих генов тем, кто формировал геном европейцев, — «ямникам». Так что в какой-то мере правы американцы, называющие тип европейского человека кавказским.

Разным регионам Европы достались неодинаковые гены. Жители севера Европы — в первую очередь голландцы, потом датчане, британцы и шведы — унаследовали от своих предков высокий рост, а вот южане, особенно во Франции и Италии, отличаются низкорослостью. Все это объясняется сегодня целой серией химических изменений, касающихся таких, например, способностей, как переваривание лактозы (молочного сахара), сформировавшееся около четырех тысяч лет назад. Об этом рассказало еще одно новое исследование.

С цветом кожи тоже интересно: несмотря на распространенное мнение о том, что чем севернее живет человек, тем светлей его кожа, у доисторических европейцев гены, ответственные за ее бледный цвет, отсутствовали. Скорее всего, судя по результатам исследований, их принесли в Европу пришельцы из Анатолии. А вот голубые глаза современные европейцы унаследовали от древних охотников-собирателей.

Ученые определили также генетические изменения, которым способствовало распространение земледелия (в Европе — начиная с шестого тысячелетия до нашей эры). Речь идет о генах, способствующих перевариванию жиров, а также защищающих от туберкулеза и проказы. Примечательно, что земледелие повлекло за собой распространение генных вариантов, связанных с глютеиновой болезнью. Вероятно, они каким-то образом способствовали восполнению дефицита одной аминокислоты (эрготионина), возникающего при зерновой диете, но побочным эффектом стала болезнь Крона и другие формы целиакии.

Реконструкция облика кочевника ямной культуры

И самое главное — переход к земледелию и оседлому образу жизни, утверждают авторы статьи, связан с пришельцами из Анатолии и случился примерно восемь тысяч лет назад, то есть задолго до того, как в Европе появились первые представители ямной культуры. Профессор Рон Пинхаси, археолог из Дублина, возглавляющий исследование, считает эту неолитическую революцию самым важным этапом древней истории человечества: «У нас есть убедительные доказательства того, что именно люди, пришедшие в Европу из Анатолии, принесли сюда земледелие. Это был настоящий переворот».

Участие российских исследователей в этой работе к генетическому анализу отношения не имело — возможно, из-за отсутствия необходимого оборудования, но уж точно не из-за недостатка научных идей. Один из соавторов статьи Александр Хохлов, глава палеоантропологической лаборатории Поволжской государственной социально-гуманитарной академии (ПГСГА) в Самаре, рассказал «Ленте.ру», что исследования проводились истинными профессионалами своего дела — археологами и антропологами.

«В каждом из нас содержатся гены общих предков. Просто одни из них оказались доминирующими — и определили наш внешний облик, а другие — рецессивными и проявляются реже. Потому вся современная политическая возня и разборки между людьми — это к тому же война против своих, против собственных исторических истоков», — резюмировал ученый.

Откуда все же взялся человек?

Ученые, богословы, философы издревле пытаются дать ответ на вопрос, откуда на Земле взялся человек. При этом они разделились на три лагеря: одни верят в Божий промысел, другие — в теорию Дарвина, остальные — в инопланетное вмешательство (причем даже тут имеются вариации). Существуют также сторонники других версий — совершенно фантастических.

Дети ягуара

Самая древняя версия происхождения человека — тотемизм. Именно таких верований придерживались американские индейцы и представители северных народностей. Считалось, что предками определенных групп людей были священные животные. У каждого племени был свой тотем (например, волк или ягуар, как у древних майя).

Из мифологии Древней Греции следует, что вначале существовал лишь вечный, безграничный, темный Хаос, в котором заключался источник жизни (согласитесь, чем-то перекликается с теорией Большого взрыва). Из него возник весь мир, бессмертные боги и человек. Вместе с тем некоторые греческие племена считали себя “автохтонами”, возникшими из земли. В частности, фиванцы думали, что они произошли из зубов убитого финикийцем Кадмом дракона, которые он посеял в землю. Вообще говоря, у греков не существовало единого мнения о том, откуда взялись люди. Например, Платон совершенно серьезно предполагал, что они произошли от андрогинов — перволюдей, сочетавших в себе признаки обоих полов. Кстати, идея о том, что мужчина и женщина представляли собой изначально одно целое, близка многим мировым религиям. Так, в одном из талмудических толкований первых глав Книги Бытия говорится, что андрогином был и Адам.

Сотворенные Богом

В авраамических религиях (иудаизм, христианство и ислам) считается, что Бог создал первого человека по образу и подобию своему, а Еву — из его ребра несколько позже. В индуизме есть как минимум пять версий сотворения мира и человека. Интересная (хотя и очень сложная) версия предлагается в каббалистическом учении. В нем говорится, что творец создал гармоничную душу, получившую имя Адам Ришон — “первый человек”. Однако тот принял на себя огромный духовный свет (что было примерно равнозначно вкушению “запретного плода” в христианстве). В итоге душа не выдержала и раскололась на 600 тысяч частей, а каждая из них — еще на множество частей. Все эти осколки сейчас находятся в душах людей. В конечном итоге после цепи перерождений они должны провести “исправление” и вновь собраться в общий духовный комплекс, называемый Адамом. То есть — с чего начали, тем и закончим.

Дарвинизм и эволюционная теория

Знаменитый постулат о том, что человек произошел от обезьяны, приписывают Чарльзу Дарвину, хотя сам ученый формулировал мысль по-другому: у людей и обезьян был общий предок — обезьяноподобное существо. По версии Дарвина, род Homo зародился где-то 3,5 миллиона лет назад в Африке (современные ученые уже выяснили, что линия, с которой связано происхождение Homo sapiens, отделилась от других гоминид 6—7 миллионов лет назад). В ходе эволюции наш предок стал ходить на двух ногах, использовать руки как орудие труда, у него началось прогрессивное преобразование мозга, появилась членораздельная речь. Ну а причиной его эволюции, как и у всех остальных видов, был естественный отбор — принцип, когда выживают только сильнейшие формы жизни, приспосабливающиеся к изменяющимся условиям окружающей среды.

Синтез противоположностей

По мере развития науки креационистам (те, кто считает, что человек — творение Бога) пришлось как-то приспосабливаться. Своего рода компромиссом между теорией творения и дарвинизмом стал так называемый теистический эволюционизм. Он не отвергает эволюцию, но считает ее инструментом в руках Божьих. Проще говоря, Бог создал “материал” — род Homo — и запустил процесс эволюции. В итоге получился человек. Важным моментом эволюционного креационизма является утверждение о том, что хотя тело и менялось, дух человека (то есть бессмертная душа) оставался неизменным. Именно такой позиции официально придерживается Ватикан со времен Папы Иоанна Павла II.

Древние космонавты

Согласно еще одной теории (весьма популярной на данный момент), появление людей на Земле связано с деятельностью инопланетных цивилизаций. В простейшем варианте — люди являются прямыми потомками инопланетян, высадившихся на Землю в доисторическое время. Но есть и более сложные варианты: скрещивание иномирян с предками людей; порождение человека разумного методами генной инженерии; управление эволюционным развитием земной жизни силами внеземного сверхразума и так далее. Кстати, одним из тех, кто не просто поддерживал теорию палеоконтакта, но и являлся ее горячим сторонником, был знаменитый Константин Циолковский. И сейчас очень многие представители различных научных направлений уверены, что причину происхождения человека нужно искать в космосе.

ЛЮБОПЫТНО

Научный мир с уважением относится к библейским текстам, считая их важными (хотя и кое-где переписанными) историческими хрониками. Но в отличие от богословов звание “матерь человечества” они признают вовсе не за Евой. На данный момент этот титул носит самка австралопитека по имени Люси (имя ей дали в честь героини песни группы The Beatles “Люси на небесах с алмазами”), жившая 3,2 миллиона лет назад. Ископаемые элементы ее скелета обнаружили в 1974 году в долине реки Аваш в Эфиопии. Считается, что это первый известный науке представитель вида “австралопитек афарский”, от которого произошел род Homo. Недавние исследования (в числе которых компьютерная томография и 3D-сканирование) пролили свет на обстоятельства ее смерти. Оказывается, “праматерь человечества” погибла от многочисленных переломов, упав с высоты более 12 метров. Учитывая, что австралопитеки жили на деревьях, страшно представить себе высоту тогдашней пальмы!

КОМПЕТЕНТНО


Вадим Лакиза, заместитель директора по научной работе Института истории НАН, археолог, кандидат исторических наук, доцент:

— В последнее время наверняка под влиянием художественной литературы и кинематографа альтернативные версии нашего появления на Земле растут как грибы. Надо сказать, что любые мысли о происхождении человека имеют право на существование — людям вообще свойственно фантазировать, и это хорошо. Но здесь нужно определить, что для нас важно — необоснованные (пусть и очень увлекательные) гипотезы или научно подтвержденные факты. На данный момент единственной доказанной версией развития событий является теория Чарльза Дарвина о происхождении видов. Причем буквально каждый год исследования добавляют в нее все новые и новые недостающие фрагменты.

В частности, находки, которые делают археологи на территории Беларуси, также свидетельствуют не о каком-то спонтанном всплеске, а о поступательном движении эволюционного процесса. Например, установлено, что человек на территории нашей страны появился в период от 100 до 40 тысяч лет назад. Этим периодом датируются орудия труда неандертальцев (которые, кстати, считаются вымершей ветвью человечества), найденные около деревень Обидовичи (Быховский район) и Светиловичи (Ветковский район). Что же касается наших с вами далеких предков, то это были кроманьонцы — их стоянки хорошо сохранились в Бердыже (Чечерский район) и Юровичах (Калинковичский район). Из так называемого костного материала наиболее ценной находкой (возраст около 5 тысяч лет) считается скелет мужчины, обнаруженный при раскопках около поселка Красносельский в Волковысском районе. Судя по всему, это был рабочий, который трудился на древней кремниевой шахте и там же погиб.

[email protected]

Когда появился первый человек? — Mydiscoveries.

ru

Самый первый человек появился на Земле около 2,6 млн. лет назад и носит название «человек умелый — homo habilis». Считается, что он произошел от более раннего вида австралапитека путем эволюционных процессов. И если австралопитеки были, по сути, передвигающимися на двух ногах обезьянами, то homo habilis имели строение тела, более похожее на тело современного человека, а так же обладали зачатками интеллекта. Именно человек умелый считается прародителем современного человеческого рода.

Впервые останки представителя человека умелого были обнаружены в 1960 году в ущелье Олдувай, Танзания. Весь научный мир был взволновав сенсационной находкой скелета нового вида гоминида. Поиски подобных костей начали проводиться по всему миру, и вскоре ученые собрали достаточное количество экземпляров, чтобы суметь подробно описать особенности человека умелого, которые дали основание предположить, что именно во время существования данного вида произошел переломный момент в эволюции человекообразных существ. В глаза сразу же бросались: не отстоящий отдельно, а прижатый к другим крайний палец стопы, подобно современному строению человеческой стопы; более широкая, как у homo sapience (человек разумный — современный вид) тазобедренная кость, позволяющая рожать детей с большим объемом мозга; более крупный и округлый череп. Кроме того, рядом с останками человека умело часто находили следы примитивного орудия труда, которыми, по видимому, они пользовались в течение жизни. Из всего этого, можно сделать вывод, что человек умелый является самым древним человеком на земле, а время его появления составляет около 2,6 млн. лет назад.

Но homo habilis относится к человеческому роду только лишь в научных исследованиях и археологических временных графиках. Современный представитель людского рода вряд ли мог назвать низкого (1.2 метра в высоту), волосатого и едва произносимого неразборчивые звуки гоминида гордым словом «человек».

Современный человек — homo sapience — появился на Земле около 130 000 лет до н. э вследствие эволюции другого вида — человека прямоходящего . На текущий момент самые старые найденные останки homo sapience имеют возраст около 140 000 лет ± 20 000 лет и найдены в пещере Border, Южная Африка.

Иллюстрация: http://www.urloplandia.pl/

comments powered by HyperComments

Откуда появился первый человек. Откуда появились люди на Земле? Основные версии происхождения человека

Эволюционная теория Чарльза Дарвина рассказывает нам о том, когда появился человек на Земле. Данная точка зрения считается общепринятой
среди научных исследователей. Ранее люди не могли точно сказать, кто создал человека. Тысячелетиями считалось, что человечество – дело рук богов, однако на вопрос, кто создал человека, отвечает – эволюция.

Вконтакте

Первые представители

Человек появился в далекие времена совсем не в том подобии, в каком мы можем наблюдать его сейчас. Самый первый представитель нашего вида на был больше похож на обезьяну, нежели на современного представителя людского социума. Некоторые исследователи считают, что первым человеком был австралопитек.
Многие критикуют подобные предположения, так как он действительно больше схож с низшим классом приматов. Следующей вехой развития после австралопитека стал homo habilis или «человек умелый».

Он ходил на двух ногах, имел относительно прямую осанку. Эти люди создали первые орудия труда, чтобы пользоваться ими для добывания пищи и строительства жилья. Современные археологические открытия позволили установить максимально точную дату, когда на Земле появился человек умелый. Это произошло приблизительно 2,6 млн. лет назад.

Внимание!
Первые представители нашего вида на Земле были сравнительно невысокого роста. Если сейчас средний рост среднестатистического человека составляет порядка 1,7 метра, то человек умелый был не выше 1,2 метра.

Место проживания

Исследователи пытаются установить, где появилось первое поселение
людей. Долгие годы считалось, что человеческая раса зародилась на территории Западной Европы.

Главная причина тому – теория евроцентризма, которая говорила, что именно на территории Европы были созданы могущественные цивилизации, и именно отсюда начался прогресс.

Во второй половине ХХ века археологи нашли останки того самого человека умелого на территории современной Танзании, так называемого Афарского треугольника.

Именно там были сделаны ключевые находки, которые пролили свет на происхождение человечества. Археологи нашли рядом с человеческими костями созданные из камня орудия труда, которые вполне могли служить неплохим инструментом для добычи пищи.

В 1960 году уже мало у кого вызывала сомнения. Археологические находки также дали понять, как развивался человек, каким образом с течением времени увеличивался объем его мозга и улучшалась интеллектуальная деятельность.

Что касается классификации по периоду, то зарождение человечества следует датировать Кайнозоской эрой
, которая началась 65 млн. лет назад. О данном периоде отзываются, как об «эре новой жизни», ведь она стартовала сразу же после падения огромного метеорита, который уничтожил динозавров и большую часть жизни на планете.

Процесс эволюции

Мы узнали, откуда появился человек и как назывался самый первый человек на земле, однако на этом эволюция нашего вида не остановилась – предстояли еще более удивительные изменения.

Homo ergaster

Приблизительно 1,8 млн. лет назад homo habilis эволюционировал в человека работающего, то есть – homo ergaster. Размер мозга данного вида значительно превышает homo habilis. Ученые считают, что именно homo ergaster обрели возможность пользоваться разговорной речью.

Возле скелетов homo ergaster археологи нашли следы первых кострищ. Следовательно, именно данный вид впервые начал добывать огонь.
Кроме того, человек работающий изобрел рубило.

Homo ergaster стали чаще охотится на животных, а до этого момента первые люди на Земле были скорее собирателями и падальщиками. Достаточно высокий уровень интеллекта позволил им собираться в группы, которые стали отправляться на охоту – это значительно повысило шансы выживания и на успешный финал.

Homo erectus

Еще предыдущий вид человека начал колонизировать планету. С территории Африки первые люди на Земле отправились на территории Западной Европы и Азии. Именно на Далеком Востоке были найдены останки следующего этапа развития человеческой расы – homo erectus или человека прямоходящего.

На этом этапе развития человечества типичный его представитель имел рост в среднем 1,4 м. Homo erectus уже не сутулились, похода была прямой. По-прежнему использовались каменные орудия труда
. Люди собирали корешки и растения, охотились на среднюю и небольшую дичь.

Поскольку человек в древнее время не мог защитить себя в одиночку, эректусы стали сбиваться в достаточно большие праобщины, которые насчитывали несколько десятков человек. Эректусы также впервые стали готовить мясо на костре. На данном этапе развития в период голода человек прибегал к каннибализму.

Между эректусами впервые появились зачатки отношений, напоминающие постоянную семейную пару, однако преимуществом пользовались беспорядочные половые связи. Археологические находки также подтвердили, что эректусы ухаживали за раненными соплеменниками
и понимали лечебные свойства трав.

Важно!
Возможно, уже тогда появились люди, которые назывались шаманами или знахарями.

Развитие мышления

Долгое время считалось, что человек разумный был предком неандертальца.

Однако исследования ХХ века доказали, что неандерталец был тупиковой веткой развития на территории Западной Европы, а homo sapiens пришел из Африки. Более того – именно он истребил и ассимилировал неандертальцев.

Археологи установили, что первые люди с зачатками разума появились приблизительно 350-250 тыс. лет назад.

Изначально homo sapiens были кочевниками и собирателями, и лишь 15 тыс. лет назад начали:

  • осваивать сельское хозяйство,
  • изготавливать орудия труда из кости,
  • строить постоянные жилища,
  • основывать небольшие постоянные поселения,
  • шить одежду,
  • рисовать на стенах пещер.

10 тысяч лет назад люди общались при помощи речи, а жесты и мимика ушли на второй план.

На этом этапе развития люди впервые стали создавать семьи и заключать браки.
Развитие сельского хозяйства позволило сохранять часть продукции, благодаря чему стало возможно появление классов, власти и возможности выживать в неблагоприятные времена.

Homo sapiens одомашнили животных, что дало толчок развитию скотоводства. Это также облегчило процесс добывания пищи – не нужно было тратить огромное количество времени и сил на охоту. Тогда же возникает и торговля между племенами: одни предлагали шкуры, а другие — красивые ракушки или рыбу.


Сегодня человечество достигло значительных высот в своем развитии. Люди добились огромного прогресса во всех сферах жизни. И чем значимее становятся достижения, тем больше волнует вопрос, кто же был нашим предком, самым первым человеком на Земле?

Величайшие умы планеты, взявшие на себя смелость найти ответ, не пришли к единому мнению. По утверждению одних, человек является плодом эволюции, что подтверждают находки археологов. По утверждению других, людей создал Бог по своему подобию, о чем подробно написано в книге Бытия. Третьи же утверждают, что человек был доставлен на Землю инопланетными существами. В каждой из гипотез есть много спорных вопросов, но все же пока ошибочность их полностью не доказана, они имеют право на жизнь.

По утверждению ученых, прямыми предками людей являются приматы. Человекоподобные обезьяны эволюционировали, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, что и стало толчком к их умственному и физическому развитию. Климат Земли менялся, что заставляло приматов искать первые жилища, защищающие от ветра и холода, добывать еду, создавая приспособления для охоты и возделывания земли.

Поскольку в одиночку добыть пропитание было довольно трудно, человекообразные обезьяны собирались в группы. Благодаря этому начало развиваться общение и появлялась первая речь. Все эти факторы стали причиной изменений анатомии и физиологии приматов, которые и стали решающими в появлении человека:

  • преобразовалась структура мозга;
  • развилось двуногое передвижение;
  • исчезла значительная часть волосяного покрова;
  • уменьшились в размере клыки;
  • развилась хватательная кисть;
  • опустилась гортань и подъязычная кость.

Нашими наиболее давними предками являются человекообразные обезьяны дриопитеки. Они обитали в Африке более 9 миллионов лет назад. Жили приматы на деревьях, поскольку на то время в районе этого континента царил теплый влажный климат. Из-за изменений внешней среды джунгли начали исчезать, а на их месте появились саванны, в которых образовался новый вид приматов – Австралопитеки. Они не сильно отличались от своих предков, но уже передвигались вертикально, а освобожденными передними конечностями использовали в случае необходимости палки и камни.

Антропологи, обнаружившие останки Австралопитеков, установили, что этот вид приматов обитал на Земле около 4 миллионов лет назад. Также было установлено, что именно от них походит вид Человека умелого, проживавшего на планете около 2 миллионов лет назад, представителей которого уже можно считать людьми. Рост их достигал 1,5 метра, а вес – до 50 кг. Строение найденного черепа Человека умелого свидетельствует о том, что мозг у этих особей значительно увеличился в сравнении с Австралопитеками, что свидетельствует об увеличении их умственного развития. Особые выпуклости на черепной коробке подтверждают, что представители вида Человека умелого имели центр речи.

Через 0,5 миллиона лет вид Человека умелого преобразовался в Человека прямоходящего. По утверждению ученых, представители этого вида уже умели членораздельно говорить. Из Африки они распространились по Евразии, что дало начало образованию отдельных рас.

Несмотря на возможности современной науки, достоверно определить, где же зародилась жизнь человечества, не удалось. Многие склоняются к теории, по которой первобытные люди населяли Африку. Именно на этом континенте археологам удалось найти древнейшие останки представителей вида Человека умелого, который дал жизнь Человеку разумному. Возраст находок был около 1,5 миллиона лет.

Эту теорию оспорили русские ученые, обнаружившие в Якутии останки древних людей, которым более 2,5 миллионов лет. Раскопки в этом районе проводились в 1982 году. Тут были найдены орудия труда и останки первых людей, которые на миллион лет старше находок, обнаруженных в Африке. Исходя из сделанных археологами открытий, можно прийти к выводу, что первые люди появились около 2,5 миллиона лет назад. Также можно утверждать, что колыбелью современного человечества является Азия.

Высшее творение божества?

Огромная часть населения склонна полагать, что человек является творением Бога. Приверженцы данной гипотезы подчеркивают, что человеческий организм очень сложный и совершенный, и создать его могла только божественная сила. Как описывается в книге Бытия, Бог создал планету со всеми населяющими ее существами. Венцом его творения стал человек, созданный из праха, носивший имя Адам. Чтобы человеческий род имел продолжение, первому человеку была дарована спутница по имени Ева, созданная из его же ребра.

Определить время создания первых людей Богом также не удалось. Библия трактуется многими по-разному. Приверженцы божественного происхождения людей утверждают, что на самом деле описание, что мир был создан за семь дней, не стоит воспринимать буквально. По их мнению, создание Вселенной и Земли длилось намного дольше, что и объясняет происхождение найденных археологами древностей.

Родом из других миров

Наиболее спорной является гипотеза об инопланетном происхождении людей. Но, все же, немало ученых склонны полагать, что человек появился из другой вселенной. По их мнению, люди в своем развитии действительно прошли путь от дриопитека до Человека разумного. Но общих предков у человека и обезьяны не было. Оказавшись на Земле, дриопитек начал приспосабливаться к условиям планеты, что и стало причиной его развития. Исходя из этих утверждений, первые люди, которых можно считать предками современного человечества, появились около 10 миллионов лет назад.

Каждая из приведенных гипотез имеет целый ряд пробелов, что и ставит их истинность под сомнение. Единственное, о чем можно с уверенностью утверждать, что первый человек на земле появился миллионы лет назад, и прошло немало поколений, пока люди достигли современного уровня развития.

В рамках этой науки ищутся на вопросы, связанные с процессом формирования человека, развития его трудовой деятельности, речи, общественного уклада. Этот процесс получил название антропогенеза.

Современные научные представления о происхождении человека основываются на той идее, что он вышел из . Однако широко распространенное в обиходе мнение, будто человек произошел от человекообразных обезьян, в неверно: эволюция человека и человекообразных обезьян – параллельные, глубоко расходящиеся ветви развития.

Когда появились первые приматы

Согласно находкам антропологов, первые приматы появились в Африке 70-60 млн лет назад. Они произошли от примитивных насекомоядных животных. Поначалу им приходилось соперничать за пищу и «место под солнцем» с грызунами, из-за чего они перешли к древесному образу жизни. Этот факт привел к развитию у них характерных черт, таких как: пятипалые конечности, острое стереоскопическое зрение, большой и сложный головной мозг. Миллионы лет предки человека жили на деревьях в жарком и влажном климате.

Около 25 млн лет назад от общей формы приматов разошлись две ветви, развивающиеся в дальнейшем независимо друг от друга. Первая ветвь привела к появлению человекообразных обезьян, вторая завершилась появлением человека.

Стадии антропогенеза

В антропогенезе выделяют четыре стадии: предшественники человека (протоантропы), древнейшие люди (архантропы), древние люди (палеоантропы) и ископаемые люди современного анатомического типа (неоантропы).

Предшественники человека жили 6-1 млн лет назад. Их останки впервые были найдены в Южной Африке. Они уже гораздо больше были похожи на людей, чем современные человекообразные обезьяны. В связи с переходом к прямохождению наиболее существенно изменялись скелет и мускулатура задних конечностей.

Протоантропы добывали пищу охотой и собирательством. В охоте на животных они начали использовать камни в качестве метательного оружия. Отдельные группы протоантропов позднее научились изготавливать простейшие орудия труда и добывать огонь, получив тем самым преимущества перед другими животными. Они развились до древнейших людей – архантропов.

У древнейших людей появилась членораздельная речь, чему способствовали увеличение объема головного мозга и усложнение его структуры. Они могли изготавливать разнообразные орудия из камня и более искусно его обрабатывать.

Останки древних людей – палеоантропов – впервые были найдены в Германии в долине реки Неандерталь, их – неандертальцы. Они жили на Земле во время ледникового периода, укрывались в пещерах, поддерживали огонь, научились изготавливать одежду из звериных шкур для защиты от холода.

Люди современного анатомического типа, появившиеся 60-50 тысяч лет назад, начали стремительно вытеснять древних людей. Они были физически слабее последних, но обладали более развитым мозгом. Впервые их останки были найдены во Франции в гроте Кроманьон, поэтому их называют также кроманьонцами. С них начинается ветвь человека разумного.

Этот вопрос всегда волновал как учёных, так и простых людей. Многие учёные до сих пор посвящают изучению этого вопроса всю свою жизнь, так и не находя точного ответа. И хотя достоверно пока не знает никто, в научном мире приняли за основу теорию Дарвина, который считал, что человек эволюционировал от обезьяны природным путём. При этом до сих пор никто не нашёл такие доказательства происхождения человека от животных, которые являются полностью неопровержимыми.

Теория Дарвина

В современном мире теория Дарвина уже не имеет такую силу, как раньше, но всё же является основой для понимания того, откуда появился человек.

Вопрос о зарождении видов животных рассматривает такая наука, как биология. Происхождение человека является также вопросом, волнующим данную науку.

Британский биолог и геолог Чарльз Дарвин в 1859 опубликовал свою книгу под названием «Происхождение видов», которая является одним из самых знаменитых трудов в истории науки биологии.

В своей книге Дарвин изложил теорию, на основе которой сделал предположение об эволюции живых существ. Он считал, что живые существа на протяжении миллиардов лет эволюционировали путём природного отбора, то есть выживали сильнейшие и приспосабливались к новым условиям.

Затем в книге «Происхождение человека и половой отбор» попробовал обосновать теорию Жоржа-Луи де Бюффона, который предположил, что первые люди на Земле появились благодаря эволюционным процессам. После того как Дарвин опубликовал эту работу, её признали всем научным миром.

Потомки Дарвина, последователи его школы — дарвинисты, затем заявили, что человек произошёл именно от обезьяны. Данное мнение на сегодняшний день принято считать единственно правильным научным объяснением того, каким было происхождение человека. Научного опровержения этой теории до сих пор нет.

Учёные считают, что первые люди на Земле появились около 7 миллионов лет назад от древних обезьян. Разумеется, есть и антагонисты этого утверждения. Дальнейшая эволюция человека происходила очень сложным путём, оставляя право на жизнь только более совершенным видам.

Австралопитек

Первым звеном в эволюционной цепочке человека считается австралопитек. В Республике Чад были найдены останки этого вида, которым более 6 млн лет. Самый «молодой» австралопитек был найден в Южной Африке. С момента его смерти прошло не более 900 тыс. лет. Из всех найденных звеньев в эволюции человека данный вид просуществовал самый длинный промежуток времени.

Австралопитеки имеют ярко выраженные черты как человека, так и обезьяноподобного создания. Рост их был до полутора метров, а вес колебался от 30 до 50 кг. Отсутствие больших клыков говорит о том, что они не могли использовать их как оружие, следовательно, в большей степени питались растительной пищей, чем мясом. Крупных животных им убить бы не удалось, поэтому охотились на маленьких зверушек либо подбирали уже мёртвых существ.

Данные приматы умели использовать примитивные орудия труда, которые не нужно было изготавливать: камни, ветки и др. На основании этого австралопитека называют «человеком умелым».

Питекантроп

Жизнь первых людей на Земле явно была нелёгкой, учитывая слабую приспособленность к просто выживанию.

Первые останки человекообразной обезьяны данного вида были найдены на острове Ява, который находится в Южной Азии. Существовал данный вид на планете Земля примерно 1 млн лет назад. В тот же период полностью исчезли австралопитеки. Около 400 тысяч лет назад вымерли и питекантропы.

Благодаря найденным останкам, по которым удалось определить строение скелета, учёные предполагают, что данный вид почти всегда ходил на двух ногах, за что его прозвали «человек прямоходящий». Это удалось выяснить за счёт того, что бедренная кость такого примата очень похожа на человеческую.

Также при раскопках были найдены их орудия труда. Нельзя их охарактеризовать как мастеров этого дела, но питекантропы уже на то время понимали, что острые палки и камни более пригодны для охоты и разделывания пищи, чем необработанное дерево и булыжники.

Кроме этого, учёные полагают, что им удалось научиться мирно сосуществовать с огнём. То есть они его не так сильно боялись, как остальные животные, но самостоятельно добывать его ещё не умели.

Питекантропы ещё не умели разговаривать и общались с себе подобными приматами на уровне обычных древних обезьян.

Часто их связывают с ещё одной веткой эволюции — синантропами, которые существовали в это же время. Учёные считают, что они были схожи друг с другом и вели похожий образ жизни.

Неандерталец

Неандертальцы существовали в Европе и Западной Азии на протяжении сотен тысяч лет, они были изолированными от других веток человекообразных обезьян.

По большей части неандертальцы были хищниками и питались мясом. Для этого они имели огромные челюсти, которые при этом не выступали вперёд, как у более древних приматов. Охотились они даже на очень крупных животных: мамонтов, древних носорогов и др.

Объём мозга был такой же, как у современного человека, хотя учёные предполагают, что у некоторых групп особей он был даже больше.

За счёт того что они жили в ледниковый период, данные человекообразные обезьяны были хорошо приспособлены к выживанию в холодной среде. Кроме этого, они имели очень широкие плечи, таз, хорошо развитую мускулатуру.

Около 40 тысяч лет назад неандертальцы как вид человекообразных обезьян начали резко вымирать. А 28 тысяч лет назад не осталось ни одного живого представителя данного вида. Их вымирание связывают с ещё одним звеном в эволюции человека — кроманьонцами, которые могли на них охотиться и убивать.

Кроманьонец

Представителей данного вида именуют как «человек современный». Современный человек, особенно представители европеоидных рас, считается полностью идентичным поздним кроманьонцам.

Найденные останки кроманьонцев говорят нам о том, что представители раннего вида были ростом как высокий современный человек (около 187 сантиметров) и имели большую черепную коробку.

Кроманьонцы уже умели выражать свои мысли характерными звуками, что связывают с появлением речи. Они все делились на охотников и собирателей, при этом каждый использовал каменные орудия труда.

Более поздние представители кроманьонцев уже умело пользовались огнём, строили примитивные печи, в которых обжигали гончарные изделия. Учёные также предполагают, что они в данных целях могли использовать уголь.

Достаточно далеко они продвинулись и в создании одежды, которая как укрывала их от укусов диких животных, так и помогала сохранять тепло в холодные времена года.

Черта, которая отличает данный вид среди всех ранних человекообразных обезьян, — появление такого понятия, как искусство. Кроманьонцы жили в пещерах и оставляли в них различные рисунки животных или каких-то жизненных событий.

За счёт того что количество различных видов деятельности начало стремительно расти, всё больше отличий появлялось между руками и ногами. К примеру, всё больше развился большой палец на руке, которым кроманьонцам удавалось так же легко держать тяжёлые орудия труда, как и небольшие предметы.

Гомо сапиенс

Данный вид является прототипом современного человека. Появился он около 28 тысяч лет назад, о чём говорят находки самых древних людей.

Уже тогда наши предки научились выражать свои эмоции связной речью и всё больше совершенствовали социальную взаимосвязь друг с другом.

Различный климат и погодные условия влекли за собой и формирование разных черт той или иной расы, которая жила на разных континентах. Именно около 20 тысяч лет назад начали появляться три различные расы: европеоидная, негроидная и монголоидная.

Таким образом, в очень сжатой форме можно выразить эволюционную цепочку дарвинистов, которой можно описать происхождение человека.

Благодаря научным исследованиям установлено сходство генов человека с шимпанзе на 91%.

Опровержения теории Дарвина и учений его последователей

Несмотря на то что данная теория является фундаментом для всей современной науки о человеке, существуют и находки различных исследователей, которые опровергают принятое всем научным миром понимание того, откуда появились первые люди на Земле.

Найденные следы стоп, которым более 3,5 млн лет, доказывают, что на прямых ногах человекообразные особи начали передвигаться намного раньше, чем появился первобытный труд.

Эволюция человека, связанная с происхождением от обезьяны, неясна, если задать вопрос и про человеческие конечности. Почему у людей руки намного слабее ног, тогда как у обезьян всё наоборот? Что способствовало ослаблению конечностей, так как сильные руки явно полезней при охоте и другом труде, непонятно.

На сегодняшний день не найдены все звенья, которыми можно было бы полностью объединить древнюю обезьяну с современным человеком.

Кроме этого, существует ещё целый ряд непонятных вопросов и фактов, на которые нельзя ответить, используя всем известную научную теорию происхождения человека.

Религиозная теория происхождения человека

Каждая религия, которая сохранилась до сегодняшнего дня, говорит о том, что человек появился благодаря высшему существу. Приверженцы такой теории не верят во все доказательства происхождения человека от животных, существующих на сегодняшний день. К примеру, христиане говорят, что человек произошёл от Адама и Евы, первых людей, которых создал Бог. Также всем известна фраза: «Бог создал человека по подобию своему».

Независимо от вида религии, все они утверждают, что человек не появился на свет естественным путём, а является творением Всевышнего. Доказательства происхождения человека от Творца ещё никто не нашёл.

Креационизм

Есть такая наука, как креационизм. Учёные, которые занимаются ей, ищут доказательства теорий происхождения человека от Бога и подтверждения информации из религиозных книг.

Для этого они используют почти обоснованные научные расчёты. К примеру, они высчитали, что ковчег, который построил Ной, действительно мог разместить в себе всех животных (около 20 тысяч разных видов), без учёта водоплавающих существ.

Происхождение человека — загадка. Даже теория Дарвина не считается полностью доказанной, из-за отсутствия переходных звеньев в эволюции. Как еще люди объясняют свое появление с древнейших времен до наших дней.

Тотемизм

Тотемизм относят к древнейшим мифологическим представлениям и считают первой формой осознания человеческого коллектива, а также его места в природе. Тотемизм учил, что у каждой группы людей был свой собственный предок – тотемное животное или растение. К примеру, если тотемом служит ворон, то он является действительным прародителем рода, а каждый ворон – сородичем. При этом тотемное животное является только покровителем, но не обожествляется, в отличие от более позднего креационизма.

Андрогины

К мифологическим можно отнести древнегреческую версию о происхождении человека от Андрогинов – перволюдей, сочетавших в себе признаки обоих полов. Платон в диалоге «Пир» описывает их как существ с шаровидным телом, у которых спина не отличалась от груди, с четырьмя руками и ногами и двумя одинаковыми лицами на голове. По легенде, наши предки не уступали титанам в силе и умении. Возгордившись, они решили свергнуть олимпийцев, за что были разрезаны пополам Зевсом. Это поуменьшило их силу и самоуверенность вдвое.
Андрогинность присутствует не только в греческой мифологии. Идея о том, что мужчина и женщина представляли собой изначально одно целое, близка многим мировым религиям. Так, в одном из талмудических толкований первых глав Книги Бытия говорится о том, что Адам был создан андрогином.

Авраамическая традиция

К Авраамическим религиям восходят три монотеистические религии (иудаизм, христианство, ислам), восходящие к Аврааму – патриарху семитских племен, первому человеку, который уверовал в Господа. Согласно авраамической традиции, мир был создан Богом – Сущим из Небытия, в буквальном смысле «из ничего». Бог создал и человека – Адама из праха земного «по образу и подобию нашему», чтобы был человек истинно добрым. Стоит отметить, что и в Библии, и в Коране о сотворении человека упоминается не один раз. Например, в Библии о сотворении Адама вначале говорится в 1-й главе, что Бог сотворил человека «из ничего по образу и подобию своему», во 2-й главе, что он создал его из пыли (праха).

Индуизм

В индуизме есть как минимум пять версий сотворения мира и человека соответственно. В Брахманизме, например, творцом мира является бог Брахма (в более поздних версиях отождествляется с Вишну и ведийским божеством Праджапати), который появился из золотого яйца, плавающего в мировом океане. Он рос и приносил себя в жертву, создавал из своих волос, кожи, мяса, костей и жира пять элементов мира — земля, вода, воздух, огонь, эфир, — и пять ступеней жертвенного алтаря. Из него же были созданы боги, люди и прочие живые существа. Таким образом, в брахманизме, принося жертвы, люди заново воссоздают Брахму.
А вот согласно ведам – древнему священному писанию индуизма, сотворение мира и человека окутано мраком: «Кто воистину знает, кто здесь провозгласит. Откуда родилось, откуда это творение? Далее боги (появились) посредством сотворения этого (мира).
Так кто же знает, откуда он возник?»

Каббала

Согласно каббалистическому учению, творец Эйн Соф создал душу, получившую имя Адам Ришон — «первый человек». Это была конструкция, состоящая из множества отдельных желаний, связанных между собой подобно клеткам нашего организма. Все желания находились в гармонии, так как изначально в каждом из них было заложено стремление поддерживать друг друга. Однако находясь на высочайшем духовном уровне, подобном творцу, Адам принял на себя огромный духовный свет, что равнозначно «запретному плоду» в христианстве. Не сумев достигнуть одним этим действием цели творения, первичная душа раскололась на 600000 тысяч частей, и каждая из них еще на множество частей. Все они сейчас находятся в душах людей. Путем многих кругооборотов они должны провести «исправление» и вновь собраться в общий духовный комплекс, называемый Адамом. Иными словами, после «разбиения» или грехопадения все эти частицы – люди не равны друг другу. Но возвращаясь в первоначальное состояние, они вновь достигают одного уровня, где все они равноценны.

Эволюционный креационизм

По мере развития науки, креационистам пришлось идти на компромисс с естественно-научными концепциями. Промежуточной стадией между теорией творения и дарвинизмом стал «теистический эволюционизм». Теологи-эволюционисты не отвергают эволюцию, но считают ее инструментом в руках Бога – творца. Проще говоря, Бог создал «материал» для появления человека – род Homo и запустил процесс эволюции. В итоге получился человек. Важным моментом эволюционного креационизма является то, что хоть тело и менялось, дух человека оставался неизменным. Именно такой позиции официально придерживается Ватикан со времен папы Иоанна Павла II (1995 год): бог создал обезьяноподобное существо, вложив в него бессмертную душу. В классическом креационизме человек со времен создания не изменялся ни телом, ни душой.

«Теория древних космонавтов»

В XX веке была популярна версия о внеземном происхождении человека. Одним из родоначальников идеи палеоконтакта в 20-е года стал Циолковский, заявивший о возможности посещения инопланетянами земли. Согласно теории палеоконтакта, когда-то в далеком прошлом, примерно в каменном веке, Землю по каким-то своим делам посетили пришельцы. То ли их интересовала колонизация экзопланет, то ли ресурсы Земли, то ли это была их пересадочная база, но так или иначе часть их потомков обосновалась на Земле. Возможно, они даже смешались с местным родом Homo, и современные люди представляют собой метисов инопланетной формы жизни и аборигенов Земли.
Основные аргументы, на которые опираются сторонники этой теории – сложность технологий, используемых при строительстве памятников древности, а также геоглифы, петроглифы и другие рисунки древнего мира, на которых якобы изображены инопланетные корабли и люди в скафандрах. Матес Агрес – один из основателей теории палеовизитов, даже утверждал, что библейские Содом и Гомора были разрушены не Божьим гневом, а ядерным взрывом.

Дарвинизм

Знаменитый постулат – человек произошел от обезьяны, обычно приписывают Чарльзу Дарвину, хотя сам ученый, памятуя судьбу своего предшественника Жоржа Луи Бюффона, поднятого в конце XVIII века на смех за подобные идеи, осторожно высказывался, что у людей и обезьян должно быть некий общий предок, обезьяноподобное существо.

Согласно версии самого Дарвина, род homo зародился где-то 3,5 миллиона в Африке. Это был еще не наш соплеменник Homo Sapiens, чей возраст сегодня датируют, примерно, 200 тысячами лет, а первый представитель рода homo – человекообразная обезьяна, гоминид. В ходе эволюции он начал ходить на двух ногах, использовать руки как орудие труда, у него начались прогрессивные преобразование мозга, членораздельная речь и социальность. Ну а причиной эволюции, как и у всех остальных видов, был естественный отбор, а не божий замысел.

Почему на нашей планете остался только один вид людей?

Автор фото,

Подпись к фото,

Homo erectus просуществовали почти два миллиона лет

Еще относительно недавно по нашей планете бродили не только такие как мы – homo sapiens – но и целый ряд видов того же рода. Большинство из них не уступали нашим предкам ни в скорости, ни в интеллекте, ни в способностях к охоте. Почему же кроме человека разумного на Земле никого из них не осталось?

О происхождении человечества ученые спорят по сей день. Единственное, с чем соглашается большинство исследователей, — это то, что все существовавшие виды человеческого рода произошли от прямоходящих обезьянообразных существ, обитавших на африканском континенте более шести миллионов лет назад.

Именно они положили начало многообразию видов, из которых все кроме одного на сегодняшний день вымерли.

«Во многом похожи на нас с вами»

Первый из них – homo ergaster, или человек работающий – появился в Африке около двух миллионов лет назад. Судя по его костям, он был прекрасным бегуном и мог развивать скорости нынешних олимпийских атлетов.

Эволюция человека работающего происходила в период необычайной засухи, высушившей тропические леса и создавшей на африканском континенте огромные пустыни.

Именно поэтому этот вид был прекрасно приспособлен к жаре: его тело уже не имело волосяного покрова, что способствовало эффективному потоотделению и охлаждению организма. Именно благодаря этому homo ergaster мог охотиться в самое жаркое время дня, когда большинство животных отдыхают.

Человек работающий стал первым видом, переселившимся за пределы Африки – его останки были обнаружены в различных регионах Азии, от Турции до Китая.

Именно в Азии он достиг новой стадии развития, получившей название homo erectus (человек прямоходящий).

«Это была небольшая популяция охотников и собирателей», — говорит профессор Крис Стингер из британского Музея естественной истории.

«Эти люди были крайне мобильны и в условиях жесткой конкуренции добывали пищу самыми различными способами. Вообще они были во многом похожи на нас с вами – формой и строением тела», — добавляет археолог.

Вулкан, изменивший ход истории

Согласно результатам последних исследований, homo sapiens – наши с вами предшественники — тоже являются выходцами из Африки. Появился этот вид около 120 тыс. лет тому назад.

Передвигались они небольшими группами до 100 человек и распространились далеко за пределы африканского континента: в Европу, населенную на тот момент неандертальцами, и на восток, вплоть до территории нынешней Индии.

Около 74 тысяч лет назад произошло событие, которое стало переломным моментом в истории населявших регион homo erectus.

Извержение вулкана Тоба на острове Суматра было настолько сильным, что ученые называют его крупнейшим за последние два миллиона лет.

Огромное количество серы, выброшенное вулканом, привело к понижению средней температуры атмосферы на несколько градусов, а 10-метровый слой лавы покрыл территорию, равную Великобритании.

В итоге изменение климата и приход нового вида человека – homo sapiens – вынуждает homo erectus покинуть регион.

Дело не в размере мозга

Почему это произошло, не совсем очевидно. Дело в том, что человек прямоходящий был крупнее наших с вами предков. Да, мозг homo sapiens был действительно больше, но оказывается, вопрос не только в размере мозга, а в том, какие его части наиболее развиты.

«У homo erectus отделы мозга, отвечающие за развитие языка и речи были развиты довольно слабо», — говорит палеонтолог Джон Шиа.

«Одно из ключевых качеств homo sapiens заключается в способности не только планировать свои действия, но и благодаря речи и языку передавать идеи от одного индивидуума к другому», — добавляет ученый.

Именно общение привело раннего человека к развитию торговли и распространению новых орудий труда.

Археологические данные свидетельствуют о том, что, к примеру, homo erectus изготавливал примитивный ручной топор на протяжении более миллиона лет. Наши же предки создали небольшие, но более совершенные орудия, такие как копье.

Вопрос избранности

«Еще 100 тысяч лет назад Землю населяли сразу несколько видов людей. В итоге мы оказались единственными выжившими в целом ряде эволюционных экспериментов», — отмечает археолог Крис Стрингер.

Человек прямоходящий просуществовал в Азии еще довольно долго. И хотя этот вид исчез около 30 тысяч лет назад, их потомки homo floresiensis, известные также как «хоббиты», прожили на острове Флорес в Индонезии еще около 18 тысяч лет.

«Между нами и ближайшими к нам приматами – такими как гориллы и шимпанзе – существует огромная пропасть», — говорит Джон Шиа.

«Если бы другие представители семейства гоминидов выжили, то этот разрыв был бы не столь заметным. Это был бы скорее мягкий переход от одного вида в другой. Наверное в этом случае мы не считали бы себя настолько избранными», — заключает он.

Когда появился первый человек на Земле: кто создал людей, в каком периоде и как развивались люди

Эволюционная теория Чарльза Дарвина рассказывает нам о том, когда появился человек на Земле. Данная точка зрения считается общепринятой среди научных исследователей. Ранее люди не могли точно сказать, кто создал человека. Тысячелетиями считалось, что человечество – дело рук богов, однако наука на вопрос, кто создал человека, отвечает – эволюция….

Первые представители

Человек появился в далекие времена совсем не в том подобии, в каком мы можем наблюдать его сейчас. Самый первый представитель нашего вида на Земле был больше похож на обезьяну, нежели на современного представителя людского социума. Некоторые исследователи считают, что первым человеком был австралопитек. Многие критикуют подобные предположения, так как он действительно больше схож с низшим классом приматов. Следующей вехой развития после австралопитека стал homo habilis или «человек умелый».

Он ходил на двух ногах, имел относительно прямую осанку. Эти люди создали первые орудия труда, чтобы пользоваться ими для добывания пищи и строительства жилья. Современные археологические открытия позволили установить максимально точную дату, когда на Земле появился человек умелый. Это произошло приблизительно 2,6 млн. лет назад.

Внимание! Первые представители нашего вида на Земле были сравнительно невысокого роста. Если сейчас средний рост среднестатистического человека составляет порядка 1,7 метра, то человек умелый был не выше 1,2 метра.

Место проживания

Исследователи пытаются установить, где появилось первое поселение людей. Долгие годы считалось, что человеческая раса зародилась на территории Западной Европы.

Главная причина тому – теория евроцентризма, которая говорила, что именно на территории Европы были созданы могущественные цивилизации, и именно отсюда начался прогресс.

Во второй половине ХХ века археологи нашли останки того самого человека умелого на территории современной Танзании, так называемого Афарского треугольника.

Именно там были сделаны ключевые находки, которые пролили свет на происхождение человечества. Археологи нашли рядом с человеческими костями созданные из камня орудия труда, которые вполне могли служить неплохим инструментом для добычи пищи.

В 1960 году теория эволюции Дарвина уже мало у кого вызывала сомнения. Археологические находки также дали понять, как развивался человек, каким образом с течением времени увеличивался объем его мозга и улучшалась интеллектуальная деятельность.

Что касается классификации по периоду, то зарождение человечества следует датировать Кайнозоской эрой, которая началась 65 млн. лет назад. О данном периоде отзываются, как об «эре новой жизни», ведь она стартовала сразу же после падения огромного метеорита, который уничтожил динозавров и большую часть жизни на планете.

Это интересно! Где жили восточнославянские племена и их соседи

Процесс эволюции

Мы узнали, откуда появился человек и как назывался самый первый человек на земле, однако на этом эволюция нашего вида не остановилась – предстояли еще более удивительные изменения.

Homo ergaster

Приблизительно 1,8 млн. лет назад homo habilis эволюционировал в человека работающего, то есть – homo ergaster. Размер мозга данного вида значительно превышает homo habilis. Ученые считают, что именно homo ergaster обрели возможность пользоваться разговорной речью.

Возле скелетов homo ergaster археологи нашли следы первых кострищ. Следовательно, именно данный вид впервые начал добывать огонь. Кроме того, человек работающий изобрел рубило.

Homo ergaster стали чаще охотится на животных, а до этого момента первые люди на Земле были скорее собирателями и падальщиками. Достаточно высокий уровень интеллекта позволил им собираться в группы, которые стали отправляться на охоту – это значительно повысило шансы выживания и на успешный финал.

Homo erectus

Еще предыдущий вид человека начал колонизировать планету. С территории Африки первые люди на Земле отправились на территории Западной Европы и Азии. Именно на Далеком Востоке были найдены останки следующего этапа развития человеческой расы – homo erectus или человека прямоходящего.

На этом этапе развития человечества типичный его представитель имел рост в среднем 1,4 м. Homo erectus уже не сутулились, похода была прямой. По-прежнему использовались каменные орудия труда. Люди собирали корешки и растения, охотились на среднюю и небольшую дичь.

Поскольку человек в древнее время не мог защитить себя в одиночку, эректусы стали сбиваться в достаточно большие праобщины, которые насчитывали несколько десятков человек. Эректусы также впервые стали готовить мясо на костре. На данном этапе развития в период голода человек прибегал к каннибализму.

Между эректусами впервые появились зачатки отношений, напоминающие постоянную семейную пару, однако преимуществом пользовались беспорядочные половые связи. Археологические находки также подтвердили, что эректусы ухаживали за раненными соплеменниками и понимали лечебные свойства трав.

Важно! Возможно, уже тогда появились люди, которые назывались шаманами или знахарями.

Развитие мышления

Долгое время считалось, что человек разумный был предком неандертальца.

Однако исследования ХХ века доказали, что неандерталец был тупиковой веткой развития на территории Западной Европы, а homo sapiens пришел из Африки. Более того – именно он истребил и ассимилировал неандертальцев.

Археологи установили, что первые люди с зачатками разума появились приблизительно 350-250 тыс. лет назад.

Изначально homo sapiens были кочевниками и собирателями, и лишь 15 тыс. лет назад начали:

  • осваивать сельское хозяйство,
  • изготавливать орудия труда из кости,
  • строить постоянные жилища,
  • основывать небольшие постоянные поселения,
  • шить одежду,
  • рисовать на стенах пещер.

10 тысяч лет назад люди общались при помощи речи, а жесты и мимика ушли на второй план.

На этом этапе развития люди впервые стали создавать семьи и заключать браки. Развитие сельского хозяйства позволило сохранять часть продукции, благодаря чему стало возможно появление классов, власти и возможности выживать в неблагоприятные времена.

Homo sapiens одомашнили животных, что дало толчок развитию скотоводства. Это также облегчило процесс добывания пищи – не нужно было тратить огромное количество времени и сил на охоту. Тогда же возникает и торговля между племенами: одни предлагали шкуры, а другие красивые ракушки или рыбу.

10 тыс. лет назад homo sapiens начал строить города, изобрел первые языки и построил цивилизации на территории Ближнего Востока, Северной Африки, Индии, Латинской Америки.

Мы проследили как развивался человек на протяжении всего периода эволюции, где появились первые люди 2,5 млн. лет назад, как шел эволюционный процесс, продолжающийся по сей день.

Современные научные достижения опровергли теорию о божественном происхождении человека и закрепили позиции Дарвинизма. Люди, прежде, чем стать такими, как сейчас, прошли долгий путь эволюции – от обезьяноподобного существа до современного человека информационной эпохи.

В какой период появились первые люди

Этапы развития человека разумного на Земле

Вывод

Первый человек появился на Африканском континенте, его родиной стала территория современной Танзании. Археологи называют данный регион Афарским треугольником или «колыбелью человечества». Из Африки небольшие племена людей стали расселяться по всей планете, покорив Европу, Азию, а затем Австралию и Америку.

Это интересно! Доказательство эволюции: пример рудиментов у человека

Как это было, когда на Земле появились первые люди?

Хосе А. Пеньяс / SINC

К тому времени, когда нашей планете исполнилось четыре миллиарда лет, рост крупных растений и животных только начинался.Сложность резко возросла примерно в то время, поскольку сочетание многоклеточности, полового размножения и других генетических достижений привело к кембрийскому взрыву. Многие эволюционные изменения произошли в течение следующих 500 миллионов лет, когда события вымирания и давление отбора проложили путь для возникновения и развития новых форм жизни.

65 миллионов лет назад катастрофический удар астероида уничтожил не только динозавров, но и практически все животные весом более 25 кг (кроме кожистых морских черепах и некоторых крокодилов).Это было последнее массовое вымирание Земли, оставившее после себя большое количество ниш. Млекопитающие приобрели известность после этого, и первые люди появились менее 1 миллиона лет назад. Вот наша история.

НАСА / Дон Дэвис

65 миллионов лет назад на нашу планету врезался массивный астероид диаметром от 5 до 10 километров. Он поднял слой пыли, который осел по всему миру, слой, который сегодня можно найти в осадочных породах нашей планеты. На более старой стороне этого слоя много окаменелостей, таких как динозавры, птерозавры, ихтиозавры и плезиозавры. Гигантские рептилии, аммониты и большие классы растений и животных существовали до этого события, наряду с маленькими летающими птицами и крошечными наземными млекопитающими.

После этого события млекопитающие выжили. Не имея более крупных хищников, которые могли бы их остановить, они росли, разнообразились и испытали взрывной рост населения. Приматы, грызуны, зайцеобразные и другие формы млекопитающих, включая плацентарных млекопитающих, сумчатых и даже млекопитающих, откладывающих яйца, были многочисленны в начале кенезойской эпохи.

Гетти

Практически сразу же приматы начали еще больше диверсифицироваться. 63 миллиона лет назад — всего через 2 миллиона лет после гибели динозавров — они разделились на две группы.

  1. Сухоносые приматы, официально известные как haplorrhines, которые превратились в современных обезьян и обезьян.
  2. Приматы с мокрым носом, известные как strepsirrhines, которые превратились в современных лемуров и ай-ай.

58 миллионов лет назад произошло еще одно большое изменение: haplorrhines испытали интересное генетическое расщепление, когда первая новая и уникальная эволюционная ветвь стала отличаться от остальных приматов с сухим носом: долгопят.Обладая огромными глазами, он был уникально приспособлен к ночному зрению.

Гетти

Ниша, которую он теперь занимал, достаточно отличалась от остальных групп наших предков, и с этого момента они эволюционировали иначе, чем остальные их кузены.Этот тип эволюционного расщепления происходит очень часто и не уникален для приматов.

Хотя обычно мы не особо задумываемся о наших дальних родственниках и о том, как они развиваются после того, как отделились от нас, не только haplorrhines, подобные нам (и нашим прямым предкам), прошли через интересные фазы эволюции. На протяжении последних 65 миллионов лет — как и до того времени — различные млекопитающие, птицы, растения и другие живые организмы эволюционировали вместе. Эволюция обусловлена ​​изменениями окружающей среды, включая все изменения флоры и фауны, происходящие на нашей планете.

Нобу Тамура / cc-by-sa-3.0

55 миллионов лет назад внезапное повышение концентрации парниковых газов привело к быстрому росту средней глобальной температуры, уничтожив многие глубоководные животные и растения. Эта трансформация оставила множество больших незаполненных ниш в океане, открыв путь для развития китообразных (крупных океанических млекопитающих).

50 миллионов лет назад некоторые из плоскопалых млекопитающих начали эволюционировать в морских обитателей. Все парнокопытные могли развиться от одного общего предка или могли развиваться независимо. Такие животные, как Индохиус, появившийся 48 миллионов лет назад, возможно, дали начало протоцетидам: мелководным млекопитающим, которые вернулись на сушу, чтобы родить.

Начосан / Wikimedia Commons

Примерно в то время, 47 миллионов лет назад, существовал примат Darwinius masillae, о чем свидетельствует сохранившаяся с того времени окаменелость Ида.Хотя изначально это считалось пресловутым «недостающим звеном» в эволюции человека, Ида — это не хаплоррин, как мы, а стрепсиррен: примат с мокрым носом.

Но еще 7 миллионов лет спустя — 40 миллионов лет назад — важное развитие произошло среди приматов с сухим носом: появились обезьяны Нового Света. Люди и наши предки-обезьяны произошли от обезьян Старого Света; Обезьяны Нового Света — первые обезьяны (или высшие приматы), эволюционно отклонившиеся от нашей родословной.Они продолжили колонизировать большую часть Южной Америки, где они все еще встречаются в изобилии сегодня.

Гетти

Обезьяны Старого Света продолжают процветать и успешно занимать свои ниши, при этом различаются по размеру тела и физическим характеристикам.25 миллионов лет назад появляются первые обезьяны, отделяющиеся от оставшихся обезьян Старого Света в это время. Обезьяны, определяемые полным отсутствием хвоста любого типа, в дальнейшем дадут начало многим близким родственникам людей, которые выживают сегодня: и меньшим, и большим обезьянам.

Самой ранней обезьяной, отделившейся от обезьян Старого Света, была Гиббон, меньшая обезьяна, которая впервые появилась 18 миллионов лет назад.

Где-то между 14 и 16 миллионами лет назад возникли первые человекообразные обезьяны, а 14 миллионов лет назад ответвились орангутаны.После этого орангутаны распространились в южную Азию, в то время как другие человекообразные обезьяны остались в Африке. Самый большой из когда-либо существовавших приматов, гигантопитек, впервые появился около 9 миллионов лет назад, а вымер только несколько сотен тысяч лет назад.

Гетти

7 миллионов лет назад гориллы отделились от других человекообразных обезьян; они остаются самыми крупными из всех выживших приматов.

6 миллионов лет назад человекообразные обезьяны разделились в двух направлениях: в одном направлении произошли предки человечества, а в другом — шимпанзе и бонобо. Ветвь шимпанзе / бонобо остается единой еще 4 миллиона лет, а наши ближайшие выжившие родственники — шимпанзе и бонобо — расходятся друг от друга всего 2 миллиона лет назад.

Гетти

Но по следам наших прямых предков развитие было быстрым и глубоким.5,6 миллиона лет назад возникла первая по-настоящему двуногая обезьяна, Ардипитек. Хотя это спорное утверждение, кости рук Ardipithecus свидетельствуют о том, что это переходная окаменелость между более ранними человекообразными обезьянами и более поздними австралопитеками.

Примерно 4 миллиона лет назад появился первый австралопитек: первые представители подтрибы Hominina (таксономическая классификация более специфична, чем семейство, но менее специфична, чем род). Вскоре после этого появляются первые свидетельства использования каменных орудий: сейчас 3.4–3,7 миллиона лет назад.

Начосан / Wikimedia Commons

Критический этап эволюции произошел немногим более 2 миллионов лет назад, когда наши предки-гоминиды столкнулись с нехваткой пищи.Одним из эволюционно успешных подходов было развитие более сильных челюстей, что дало нам возможность есть продукты (например, орехи), которые иначе были бы недоступны. Но другой подход также оказался успешным: развить более слабые челюсти и больший мозг, что позволило нам получить доступ к пище.

В то время как обе группы выжили какое-то время, группа с большим мозгом была более приспособлена к изменениям, и они продолжали выживать. Это эволюционный путь, который, как мы думаем, привел к развитию рода Homo, который впервые возник около 2 лет.5 миллионов лет назад. Homo habilis, известный в просторечии как «умелый человек», имел больший мозг, чем их коллеги из австралопитека, и демонстрировал гораздо более широкое использование инструментов.

Гетти

Примерно 1,9 миллиона лет назад появился Homo erectus. Этот предок человека не только ходил прямо, но и имел гораздо больший мозг, чем Homo habilis: в среднем почти в два раза больше. Homo erectus стал первым прямым предком человека, покинувшим Африку, и первым обнаружившим доказательства использования огня. Homo habilis, вероятно, исчез более миллиона лет назад, как и последний австралопитек.

Во всем мире появились новые образцы рода Homo, в том числе Homo antecessor в Европе (который может быть развитым habilis или erectus, или ранней формой heidelbergensis) около 1,2 миллиона лет назад, за ним последовал Homo heidelbergensis около 600000 лет назад. Приблизительно 700 000 лет назад появляются самые ранние свидетельства приготовления пищи; около 500 000 лет назад появляются первые свидетельства существования одежды.

NHM Лондон / Природа

Примерно 300 000 лет назад первые Homo sapiens — анатомически современные люди — возникли вместе с другими нашими родственниками-гоминидами. Неизвестно, произошли ли мы непосредственно от Homo erectus, heidelbergensis или предшественника, хотя неандертальцы, появившиеся несколько позже, 240 000 лет назад, наверняка произошли от Homo heidelbergensis.Считается, что современная речь возникла почти сразу же, как и Homo sapiens.

Потребовалось 13,8 миллиарда лет космической истории для появления первых людей, и мы сделали это относительно недавно: всего 300 000 лет назад. В 99,998% времени, прошедшего с момента Большого взрыва, вообще не было людей; весь наш вид существовал только последние 0,002% Вселенной. Тем не менее, за это короткое время нам удалось выяснить всю космическую историю, которая привела к нашему существованию. К счастью, на этом история не закончится, так как она все еще пишется.

asdfgf / Wikimedia Commons


Дополнительная литература о том, какой была Вселенная, когда:

то, что мы знаем о том, откуда мы, люди

Многие люди задают вопрос о том, откуда мы, люди, и ответ становится все более сложным, поскольку все время появляются новые доказательства.

На протяжении большей части письменной истории человечество помещалось на метафорический, а иногда и буквальный пьедестал. Несомненно, современные люди были из плоти и крови, как и другие животные.

Но они считались настолько особенными, что в таксономии Линнея, которая преобладала во второй половине 20-го века, им дали свое собственное семейство, Hominidae.




Читать далее:
Древняя ДНК проливает свет на происхождение европейцев


Это отличало их от Pongidae, отдельного семейства, используемого для трех африканских человекообразных обезьян — обыкновенных шимпанзе, бонобо и горилл, а также орангутана из Юго-Восточной Азии.

Теперь мы понимаем, что современные люди — всего лишь одна из африканских человекообразных обезьян.

Итак, когда и как произошло это радикальное изменение восприятия?

Ранние наблюдения

В 19 веке единственным доступным свидетельством для определения близости отношений между любыми двумя живыми животными было то, насколько они были похожи с точки зрения того, что невооруженный глаз мог определить по их костям, зубам, мышцам и органам.

Биолог Томас Генри Хаксли (1825-1895).Wikimedia / Carte de Visite Fotografie

Первым, кто провел систематический сравнительный обзор этих различий между современными людьми и обезьянами, был английский биолог Томас Генри Хаксли.

В центральной части небольшой книги, которую он опубликовал в 1863 году, под названием «Доказательства места человека в природе», Хаксли пришел к выводу, что различия между современными людьми и африканскими обезьянами меньше, чем между африканскими обезьянами и орангутанами.

Об этом свидетельствовал английский натуралист Чарльз Дарвин в своей книге «Происхождение человека» 1871 года.

Он предположил, что, поскольку африканские обезьяны были морфологически ближе к современным людям, чем обезьяны из Азии, то предки современных людей с большей вероятностью были обнаружены в Африке, чем где-либо еще.

Детальный осмотр

Развитие биохимии и иммунологии в первой половине 20-го века позволило найти свидетельства того, что отношения между современными людьми и обезьянами переходят от макроскопической морфологии к морфологии молекул.

О результатах применения нового поколения аналитических методов к белкам сообщили в начале 1960-х годов французский биолог австрийского происхождения Эмиль Цукеркандль и американский биолог Моррис Гудман.

Цукеркандл использовал ферменты для расщепления белкового компонента гемоглобина на его пептидные компоненты. Он показал, что образцы пептидов современного человека, гориллы и шимпанзе неотличимы.

Гудман использовал другой метод, иммунодиффузию, для исследования альбумина, сывороточного белка.Он показал, что образцы, производимые альбуминами современного человека и шимпанзе, идентичны. Он пришел к выводу, что это произошло потому, что молекулы альбумина во всех смыслах идентичны.

Обезьяны и люди: родственники

Белки состоят из цепочки аминокислот, и во многих случаях одна аминокислота может быть заменена другой без изменения функции белка.

В конце 1960-х годов американский антрополог Винс Сарич и новозеландский биолог Аллан Уилсон использовали эти незначительные различия в структуре белка и пришли к выводу, что современные люди и африканские обезьяны очень тесно связаны между собой.

Они также предоставили первую оценку молекулярных часов современного расхождения между человеком и африканской обезьяной, датируя раскол всего около пяти миллионов лет назад. Эта дата составляла менее половины современных оценок, основанных на свидетельствах окаменелостей.

В 1975 году американские генетики Мэри-Клэр Кинг и Аллан Уилсон показали, что 99% аминокислотных последовательностей белков крови шимпанзе и современного человека идентичны.

Введите ДНК

Открытие Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком, с невольной помощью Розалинды Франклин, базовой структуры ДНК и последующее открытие Криком и другими природы генетического кода означало, что отношения между организмами могут быть продолжены в уровень генома.

В настоящее время технический прогресс означает, что можно секвенировать целые геномы. За последнее десятилетие исследователи опубликовали хорошие наброски последовательностей ядерных геномов шимпанзе, орангутанга, гориллы и бонобо.

Как близко? Шимпанзе (вверху слева), орангутанг (вверху справа), горилла (внизу слева) и бонобо (внизу справа).
Shutterstock / Сергей Урядников / Петр Масек / Сергей Урядников / Эрик Геваерт

Постоянно накапливается все больше и больше данных, и в 2013 году был опубликован обзор ДНК обезьян, основанный на геномах 79 человекообразных обезьян.

Эти новые последовательности генома обезьяны подтверждают результаты более ранних анализов ядерной и митохондриальной ДНК, которые показали, что современные люди и шимпанзе более тесно связаны друг с другом, чем с гориллами.

Когда различия ДНК современных людей и человекообразных обезьян откалиброваны с использованием лучших палеонтологических доказательств разделения между обезьянами и обезьянами старого света, эти различия предсказывают, что гипотетический общий предок современных людей, шимпанзе и бонобо, жил около 8 миллионов лет. тому назад.

Возвышение гомининов

Большинство исследователей теперь признают современного человека гомининами.

Тем не менее, вопрос «откуда мы пришли» с научной точки зрения может быть трудным для кого-то вне дисциплины. Отчасти это связано с тем, что палеонтологическая летопись эволюции человека, кажется, растет в геометрической прогрессии, и автор каждого нового открытия часто заявляет, что учебники необходимо переписать.

Междисциплинарный характер палеоантропологии также означает, что новые свидетельства, которые помогают нам понять нашу родословную, не всегда приходят в виде новых окаменелостей.

Это результат достижений в ряде дисциплин, включая археологию, сравнительную анатомию, науки о Земле, эволюционную биологию, геномику и приматологию.

Еще одним осложняющим фактором является то, что летопись окаменелостей человека состоит не только из окаменелостей наших прямых предков.

Многие из окаменелостей принадлежат к линиям, которые не достигли поверхности Древа Жизни. Они принадлежат вымершим близким родственникам, и задача отделения близких родственников от предков — это та задача, с которой мы только сейчас начинаем бороться.

Существует родословная, которая ведет к сегодняшнему Homo sapiens , но есть также множество побочных экспериментов, которые не менее важно понять. Они представляют собой одни из самых интересных глав в эволюции человека.

Происхождение рода

Homo

Понимание происхождения нашего собственного рода Homo означает установление того, какие окаменелости мы признаем первыми древними людьми.

Примерно 4 миллиона лет назад мы видим первые свидетельства существования рода Australopithecus .Эти окаменелости представляют собой образец существа, которое, скорее всего, было предком рода Homo .

Около 2,5 миллионов лет назад мы видим первые ископаемые свидетельства существования видов в Африке, которые, как многие утверждают, принадлежат к нашей собственной линии. У одного из них, Homo habilis , почти наверняка сделанного из каменных орудий, мозг был немного больше, чем у Australopithecus , он стоял прямо и регулярно ходил на двух ногах.

Некоторые признают второй вид, Homo rudolfensis , о котором мы знаем еще меньше.

Эти возможные человеческие предки жили рядом с близкими родственниками, которые почти наверняка не были нашими предками. Эти виды называются Paranthropus или крепкие австралопиты — у них был маленький мозг, большие кости челюсти, большие плоские лица и огромные жевательные зубы.

Они существовали по крайней мере миллион лет, поэтому все, что они ели (что до сих пор остается загадкой), они добились успеха в том смысле, что в летописи окаменелостей они продержались столько же, сколько и среднее млекопитающее.

Но некоторые исследователи считают, что Homo habilis и Homo rudolfensis недостаточно отличаются от австралопитов, предшествовавших им, чтобы оправдать включение в род Homo .

Они утверждают, что размер и форма их тела, а также размер зубов и челюстей мало отличались от австралопитовых. Это означает, что их движения и диета не изменились достаточно далеко в сторону досовременных видов Homo , таких как Homo erectus , чтобы оправдать включение в Homo .

Не хватает инструмента

Кроме того, поскольку становится очевидным, что австралопиты могли изготавливать орудия раньше, чем Homo habilis , это означает, что изготовление орудий больше не может рассматриваться как исключительная прерогатива Homo .

Все чаще соглашаются с тем, что смягчение критериев более 50 лет назад, в результате которых Homo habilis были включены в род Homo , необходимо пересмотреть.

Виды, появившиеся несколько позже из Африки, такие как Homo ergaster , гораздо более четко соответствуют тому, что мы понимаем под родом Homo . Этот вид, вероятно, покинул Африку около 2 миллионов лет назад и в конечном итоге мигрировал на восток, в Китай и Индонезию, где в конечном итоге превратился в Homo erectus .

Ряд дальнейших миграций из Африки, вероятно, произошел после первоначальной миграции Homo ergaster , одна из которых, Homo heidelbergensis , считается многими палеоантропологами предком как неандертальцев ( Homo neanderthalensis ), так и современных людей. ( Homo sapiens ).

Насколько нам известно, неандертальцы эволюционировали за пределами Африки, возможно, в ответ на ледниковые периоды в Европе. Наши предки остались в Африке, где, возможно, еще 300000 лет назад, как показало недавнее изменение марокканского городища Джебель-Ирхуд, находились в процессе эволюции в современных людей.

Итак, истоки «нас»

Как только мы перейдем к истокам нашего собственного вида Homo sapiens , у нас появится дополнительное преимущество: теперь мы можем использовать методы секвенирования следующего поколения для восстановления древней ДНК (аДНК).

По мере того, как генетики восстанавливают древние геномы различных вымерших видов гомининов, они генерируют идеи, которые невозможны при сравнении анатомии только окаменелостей.

Теперь есть ископаемые остатки зубов, которые позволяют предположить, что Homo sapiens могли находиться в Китае 120 000 лет назад и в Юго-Восточной Азии 67 000 лет назад.

Обнаружение отличительной ДНК современного человека в ДНК, извлеченной из окаменелости неандертальца, предполагает, что 100000 лет назад в Центральной Азии неандертальцы и современные люди имели место умеренное скрещивание.

Современные люди не делили планету с другими видами гомининов в течение нескольких десятков тысяч лет. Но до этого, за последние 300000 лет или около того, есть окаменелости и свидетельства ДНК нескольких видов гомининов, включая недавно обнаруженного архаичного гоминина Homo naledi

Прежде всего, это был Homo neanderthalensis , ареал которого пересекался с ареалом современного человека на Ближнем Востоке.Скорее всего, неандертальцы вымерли в результате прямой конкуренции с более технологически совершенным человеком Homo sapiens .

Данные ДНК показывают, что между нашим видом и досовременными людьми, включая неандертальцев и других загадочных гомининов, известных как денисовцы, происходило скрещивание.

Мы еще не знаем, как и когда вымерло Homo erectus . Похоже, что еще один неожиданный побочный эксперимент в эволюции гомининов, известный с острова Флорес и названный Homo floresiensis , скорее всего, вымер где-то после 60 000 лет назад.

Действительно, этот гоминин может представлять собой нечто гораздо более важное, чем просто интересный побочный эксперимент, причем многие ведущие палеоантропологи утверждают, что хоббит может представлять собой миграцию из Африки до эргастера.




Читать далее:
Находка окаменелостей возрастом 700000 лет показывает, что предки хоббитов были еще меньше


Что дальше?

Несмотря на то, что к настоящему времени обнаружены и описаны тысячи окаменелостей гомининов, предстоит еще много работы.

Был ли гоминин, который успешно мигрировал из Африки до Homo ergaster ? Произошла ли большая часть эволюции человека в Африке? Произошли ли какие-то важные изменения за пределами Африки?

Когда Homo erectus вымерли и был ли генетический обмен между erectus, sapiens и, возможно, другими видами гомининов?

Как это часто бывает в науке, с получением дополнительных данных, в данном случае окаменелостей и ДНК, извлеченных из окаменелостей, мы генерируем больше вопросов, чем ответов.

Но в конечном итоге все эти новые свидетельства приведут к гораздо более сложной оценке не только нашей эволюции, но и эволюции наших вымерших ископаемых родственников.

Где было место рождения современного человека?

Ответ на главный вопрос: «Откуда появился наш вид?» — Давно Африка.

Большинство ученых считают, что именно откуда-то с африканского континента современные люди эволюционировали около 200 000 лет назад, прежде чем распространились по миру и стали доминирующим видом, которым мы являемся сегодня.

Найти доказательства сложно, поскольку останков самых старых Homo sapiens — наших далеких предков, которые, как считается, отделились от неандертальцев около 500 000 лет назад, — мало. Большинство из них было найдено в Восточной Африке.

В 2003 году череп, выкопанный недалеко от деревни в Восточной Эфиопии, датируется примерно 160 000 лет назад. Его анатомические особенности — относительно большой мозг, тонкостенный череп и плоский лоб — сделали его старейшим из когда-либо обнаруженных современным человеком. Два года спустя его название было украдено парой частичных черепов, обнаруженных в Омо-Кибиш, другом месте раскопок в Эфиопии.Находки Омо-Кибиш отодвинули историю современного человека еще на 35000 лет назад и стали еще одним свидетельством того, что Восточная Африка является колыбелью человечества.

Обилие свидетельств привело антропологов, генетиков и палеонтологов к мысли, что именно здесь начали свой путь современные люди. Но многочисленные открытия, сделанные в последние годы, ставят под сомнение это представление.

(Источник: kolibrico07 / Shutterstock)

Неожиданная находка

В 2017 году палеонтолог Жан-Жак Хублен сделал открытие, перевернувшее историю человечества.

С 1980-х годов Хаблин изучал своеобразные окаменелости, найденные в пещере в пустынном горном районе Марокко на крайнем севере Африки. На останках были обнаружены плоские лица, которые были удивительно похожи на нас — больше, чем на наших кузенов-неандертальцев. Их увеличенные нижние челюсти и зубы, а также удлиненные мозговые оболочки предполагали, что они принадлежали к примитивным видам, жившим примерно 150 000 — 200 000 лет назад. Этот период не соответствовал образцу предыдущих открытий или преобладающим представлениям о том, как началась наша история.

Поскольку самая старая находка в Омо-Кибоше была сделана в Восточной Африке, где, как полагали, появились современные люди, не имело смысла раскапывать другого человека того же периода на другой стороне континента.

Итак, когда испытания в 2017 году датировали открытия Хаблина в Марокко 300 000 лет назад, палеонтолог был ошеломлен. «Это было большое вау», — говорит он. «Я ожидал чего-то старше 200 000, или я надеялся на что-то более старое, но не такое старое. Это заставило нас полностью пересмотреть [историю] эволюции нашего вида.

Спорное происхождение

Считается, что человеческий вид отделился от своих самых старых живых предков, обезьян, около 6 миллионов лет назад и сформировал H. sapiens. Затем современные люди отделились от неандертальцев примерно от 300 000 до 600 000 лет назад. И 40 000 лет назад мы начали распространяться из Африки по всему миру. Но истинное происхождение современных людей вызывает ожесточенные споры.

Точное определение места, из которого мы неуклонно эволюционировали в странных, вертикальных, огромных мозговых существ, которыми мы являемся сегодня, помогло бы объяснить не только то, как мы стали доминирующим животным в мире, но и единственным выжившим вариантом нашего вида.

В 2019 году группа исследователей во главе с Ванессой Хейс, генетиком из Института медицинских исследований Гарвана и Сиднейского университета в Австралии, дала ответ.

Группа изучала лингвистику, компьютерное моделирование предыдущего климата и современную митохондриальную ДНК (мтДНК). Они исследовали ДНК 200 живых людей из разных групп и сравнили ее с мтДНК в базах данных более 1000 других африканцев, в основном из южной части Африки.

Они обнаружили, что самая старая линия мтДНК, обнаруженная сегодня, принадлежит носителям койсанского языка, используемого собирателями и охотниками-собирателями в Намибии и Южной Африке.Поскольку родословная встречается только у живых людей на юге Африки, исследование пришло к выводу, что они являются предковой популяцией всех живых людей.

Наша прародина восходит к региону к югу от реки Замбези на севере Ботсваны, который когда-то был сочным зеленым районом, граничащим с огромными озерами. В итоге исследование дало ответ на один из вечных вопросов — откуда мы? — и попали в заголовки газет по всему миру.

Его заключение, однако, не было тепло принято экспертами в данной области.

«Это похоже на то, как если бы мы смотрели на современные популяции и говорили:« Вот они, в этом месте сегодня, у них самые старые генетические линии, следовательно, это должно быть место происхождения современных людей », — говорит Сара Тискофф, специалист в области эволюции геномики человека. в Университете Пенсильвании. «Но мы не знаем, где были предки этих людей. Итак, 50 000 лет назад они были где-то еще?»

Тискофф и некоторые из ее коллег указывают на последовательные волны миграции людей на протяжении всей истории, такие как расширение банту, которые предполагают, что ответ не так прост.Они также ставят под сомнение использование мтДНК для картирования нашей родословной, поскольку она предлагает ограниченную картину происхождения.

«Поскольку он наследуется только по материнской линии, он всегда сливается в одно место», — говорит Бенс Виола, палеоантрополог из Университета Торонто. «У вас всегда будет одно место в митохондриальной ДНК, даже если на самом деле такого нет».

Нет единого происхождения?

Недавние исследования поставили под сомнение саму предпосылку, что современные люди имеют единственное происхождение.

Растущее количество свидетельств скрещивания между человеческими видами предполагает, что эволюция между разными группами и регионами происходила неоднородно.Современные люди развивались не по четкому дереву линейного прогресса, а по запутанному кругу, плетущемуся во множестве направлений.

«Не было единой группы … все были разные группы в разных областях», — говорит Виола. «Вероятно, было больше населения на юге Африки, на востоке Африки и, вероятно, также на западе Африки. Но у нас нет никаких окаменелостей оттуда, потому что климат просто не подходит для сохранения окаменелостей.

Гибридные виды

В 2018 году генетический анализ женщины, ласково названной Денни, которая жила 90 000 лет назад, показал, что она наполовину неандерталька, наполовину денисовка — еще один архаичный вид человека, который, как считается, вымер около 40 000 лет назад.Денни стал первым обнаруженным гибридом двух разных архаичных людей. Гены неандертальцев сегодня также были обнаружены у жителей Европы, Азии и Австралии.

«Мы обнаружили, что всякий раз, когда эти разные человеческие группы встречались, они скрещивались, потому что они были склонны узнавать друг друга как потенциальных партнеров для спаривания», — говорит Виола. Совместное использование положительных генов у разных видов может объяснить успех H. sapiens. Это может распространяться и на другие разработки, такие как социальное поведение и технологии.

Каменные орудия, найденные вместе с останками на стоянке Хубина в Марокко, были найдены вместе с другими окаменелостями аналогичного периода в Кении и Южной Африке. Артефакты, такие как бусы, появившиеся около 70 000 лет назад, были обнаружены по всей Африке.

Повсеместное распространение этих рукотворных предметов было либо совпадением, вызванным независимым развитием в разных группах, которое привело к одному и тому же результату, либо они были распространены от одной группы к другой. Последний вывод предпочитает Хубин.

вводящие в заблуждение доказательства

Веских доказательств, связывающих образцы из Марокко с образцами из Эфиопии, не найдено. Но «отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия», — говорит Хубин. Чтобы найти недостающее звено, исследователи должны изменить свой подход.

Некоторые географические регионы и климат особенно опасны для окаменелостей, что затрудняет поиск свидетельств в определенных местах. По словам Хубина, это исказило научные исследования и привело к неверным результатам. Исследования были сосредоточены на областях, где с большей вероятностью могут быть найдены окаменелости, что привело к самоисполняющемуся пророчеству.

Чтобы двигаться вперед, наука должна расширить сеть и продолжить изучение других регионов, даже если там результаты менее вероятны, утверждают Хубин и другие сторонники межрегионального происхождения. Поскольку так много частей головоломки современного человека отсутствует, следующая задача может стать огромным шагом вперед в понимании того, как современные люди эволюционировали в Африке.

«С современными данными можно сделать так много. Несомненно, произойдет прорыв, если они когда-нибудь смогут стать старше, древняя ДНК из Африки », — говорит Тискофф.«Это будет одна из этих редких находок в пещере, или будут какие-то условия, при которых сохранятся археологические или ископаемые данные, которые могут дать нам ключ к разгадке».

Введение в эволюцию человека | Программа «Происхождение человека» Смитсоновского института

Эволюция человека

Эволюция человека — это длительный процесс изменений, в результате которого люди произошли от обезьяноподобных предков. Научные данные показывают, что физические и поведенческие черты, общие для всех людей, произошли от обезьяноподобных предков и развивались в течение примерно шести миллионов лет.

Одна из первых определяющих черт человека, двуногость — способность ходить на двух ногах — возникла более 4 миллионов лет назад. Другие важные человеческие характеристики, такие как большой и сложный мозг, способность создавать и использовать инструменты и способность к языку, появились в последнее время. Многие передовые черты, включая сложное символическое выражение, искусство и сложное культурное разнообразие, возникли в основном в течение последних 100000 лет.

Люди — приматы. Физическое и генетическое сходство показывает, что современный человеческий вид, Homo sapiens , имеет очень близкое родство с другой группой видов приматов — обезьянами.Люди и человекообразные обезьяны (большие обезьяны) Африки — шимпанзе (включая бонобо, или так называемые «карликовые шимпанзе») и гориллы — имеют общего предка, жившего между 8 и 6 миллионами лет назад. Люди сначала эволюционировали в Африке, и большая часть человеческой эволюции произошла на этом континенте. Окаменелости первых людей, живших от 6 до 2 миллионов лет назад, полностью происходят из Африки.

Большинство ученых в настоящее время признают от 15 до 20 различных видов древних людей. Однако не все ученые сходятся во мнении о том, как эти виды связаны между собой, а какие просто вымерли.Многие ранние человеческие виды — безусловно, большинство из них — не оставили живых потомков. Ученые также спорят о том, как идентифицировать и классифицировать определенные виды ранних людей, и о том, какие факторы повлияли на эволюцию и исчезновение каждого вида.

Первые люди впервые мигрировали из Африки в Азию, вероятно, между 2 и 1,8 миллионами лет назад. Они вошли в Европу несколько позже, между 1,5 и 1 миллионами лет. Виды современных людей заселили многие части мира намного позже.Например, люди впервые попали в Австралию, вероятно, в течение последних 60 000 лет, а в Америку — в течение последних 30 000 лет или около того. Зарождение сельского хозяйства и рост первых цивилизаций произошли в течение последних 12000 лет.

Палеоантропология

Палеоантропология — это научное исследование эволюции человека. Палеоантропология — это подраздел антропологии, изучение человеческой культуры, общества и биологии. Эта область включает понимание сходства и различий между людьми и другими видами в их генах, форме тела, физиологии и поведении.Палеоантропологи ищут корни физических черт и поведения человека. Они стремятся обнаружить, как эволюция сформировала возможности, тенденции и ограничения всех людей. Для многих людей палеоантропология — захватывающая научная область, потому что она исследует происхождение на протяжении миллионов лет универсальных и определяющих черт нашего вида. Однако некоторых людей беспокоит концепция эволюции человека, поскольку она может показаться не соответствующей религиозным и другим традиционным представлениям о том, как возникли люди, другие живые существа и мир.Тем не менее, многие люди примирили свои убеждения с научными данными.

Окаменелости древних людей и археологические раскопки дают самые важные подсказки об этом древнем прошлом. Эти останки включают кости, инструменты и любые другие доказательства (такие как следы, следы очагов или следы бойни на костях животных), оставленные более ранними людьми. Обычно останки хоронили и сохраняли естественным путем. Затем их находят либо на поверхности (подверженных дождю, рекам и ветровой эрозии), либо при выкапывании земли.Изучая окаменелые кости, ученые узнают о внешнем виде более ранних людей и о том, как он изменился. Размер, форма костей и отметины, оставленные мышцами, говорят нам, как эти предшественники передвигались, держали инструменты и как изменился размер их мозга за долгое время. Археологические свидетельства относятся к вещам, которые раньше создавали люди, и к местам, где их находили ученые. Изучая доказательства этого типа, археологи могут понять, как первые люди создавали и использовали инструменты и жили в своей среде.

Процесс эволюции

Процесс эволюции включает в себя ряд естественных изменений, в результате которых виды (популяции разных организмов) возникают, адаптируются к окружающей среде и вымирают. Все виды или организмы возникли в процессе биологической эволюции. У животных, которые размножаются половым путем, включая людей, термин вид относится к группе, взрослые члены которой регулярно скрещиваются, в результате чего получается плодовитое потомство, то есть потомство, способное к размножению.Ученые классифицируют каждый вид уникальным научным названием, состоящим из двух частей. В этой системе современные люди классифицируются как Homo sapiens .

Эволюция происходит, когда происходит изменение генетического материала — химической молекулы, ДНК — который передается по наследству от родителей, и особенно в пропорциях различных генов в популяции. Гены представляют собой сегменты ДНК, которые обеспечивают химический код для производства белков. Информация, содержащаяся в ДНК, может изменяться в результате процесса, известного как мутация.Способ экспрессии определенных генов, то есть то, как они влияют на тело или поведение организма, также может измениться. Гены влияют на то, как тело и поведение организма развиваются в течение его жизни, и поэтому генетически унаследованные характеристики могут влиять на вероятность выживания и воспроизводства организма.

Evolution не меняет ни одного человека. Вместо этого он изменяет унаследованные средства роста и развития, которые типичны для популяции (группы особей одного и того же вида, живущих в определенной среде обитания).Родители передают адаптивные генетические изменения своему потомству, и в конечном итоге эти изменения становятся обычным явлением для всей популяции. В результате потомство наследует те генетические характеристики, которые увеличивают их шансы на выживание и способность рожать, которые могут хорошо работать до тех пор, пока окружающая среда не изменится. Со временем генетические изменения могут изменить общий образ жизни вида, например, что он ест, как растет и где может жить. Эволюция человека происходила по мере того, как новые генетические вариации в популяциях ранних предков благоприятствовали новым способностям адаптироваться к изменениям окружающей среды и, таким образом, изменили образ жизни человека.

Доктор Рик Поттс представляет короткое видео с некоторыми доказательствами эволюции человека в виде окаменелостей и артефактов.

BBC — Земля — ​​Секрет зарождения жизни на Земле

Эта история входит в список лучших хитов года BBC Earth «Лучшее за 2016 год». Просмотрите полный список.

Как началась жизнь? Вряд ли может быть более серьезный вопрос. На протяжении большей части истории человечества почти все верили, что «это сделали боги».Другое объяснение было немыслимо.

Это уже не так. За последнее столетие несколько ученых пытались выяснить, как могла возникнуть первая жизнь. Они даже пытались воссоздать этот момент Genesis в своих лабораториях: создать новую жизнь с нуля.

Пока никому не удалось, но мы прошли долгий путь. Сегодня многие ученые, изучающие происхождение жизни, уверены, что они на правильном пути, и у них есть эксперименты, подтверждающие их уверенность.

Это история нашего стремления раскрыть наше изначальное происхождение. Это история одержимости, борьбы и блестящего творчества, которая включает в себя некоторые из величайших открытий современной науки. Стремление понять зарождение жизни отправило мужчин и женщин в самые далекие уголки нашей планеты. Некоторые из вовлеченных ученых были превращены в чудовищ, в то время как другим пришлось выполнять свою работу под пятой жестоких тоталитарных правительств.

Это история зарождения жизни на Земле.

Жизнь стара. Динозавры, пожалуй, самые известные вымершие существа, зародившиеся 250 миллионов лет назад. Но жизнь началась намного раньше.

Возраст самых старых известных окаменелостей составляет около 3,5 миллиардов лет, что в 14 раз превышает возраст самых старых динозавров. Но летопись окаменелостей может простираться еще дальше. Например, в августе 2016 года исследователи обнаружили окаменелые микробы, возраст которых составляет 3,7 миллиарда лет.

Сама Земля ненамного старше, образовалась 4 года.5 миллиардов лет назад.

Если мы предположим, что жизнь образовалась на Земле — что кажется разумным, учитывая, что мы еще не нашли ее где-либо еще — тогда это должно было произойти за миллиард лет между появлением Земли и сохранением самых старых известных окаменелостей.

Мы можем не только сузить круг, когда началась жизнь, но и сделать обоснованное предположение о том, что это было.

С 19 века биологам известно, что все живые существа состоят из «клеток»: крошечных мешочков с живым веществом, которые бывают разных форм и размеров.Клетки были впервые обнаружены в 17 веке, когда были изобретены первые современные микроскопы, но потребовалось более века, чтобы кто-нибудь понял, что они являются основой всей жизни.

Используя только материалы и условия, обнаруженные на Земле более 3,5 миллиардов лет назад, мы должны создать клетку

Вы можете не подумать, что очень похожи на сома или Tyrannosaurus rex , но микроскоп покажет что все вы состоите из очень похожих клеток.А также растения и грибы.

Но самые многочисленные формы жизни — это микроорганизмы, каждая из которых состоит всего из одной клетки. Бактерии — самая известная группа, и они встречаются повсюду на Земле.

В апреле 2016 года ученые представили обновленную версию «древа жизни»: своеобразное генеалогическое древо для каждого живого вида. Практически все ветви — бактерии. Более того, форма дерева предполагает, что бактерия была общим предком всего живого. Другими словами, все живые существа — включая вас — в конечном итоге произошли от бактерии.

Это означает, что мы можем более точно определить проблему происхождения жизни. Используя только материалы и условия, обнаруженные на Земле более 3,5 миллиардов лет назад, мы должны создать клетку.

Ну как это может быть сложно?

Глава 1. Первые эксперименты

На протяжении большей части истории не считалось необходимым спрашивать, как зародилась жизнь, потому что ответ казался очевидным.

До 1800-х годов большинство людей верило в «витализм». Это интуитивное представление о том, что живые существа были наделены особым магическим свойством, которое отличало их от неодушевленных предметов.

Химические вещества жизни могут быть созданы из более простых химикатов, которые не имеют ничего общего с жизнью

Витализм часто был связан с заветными религиозными убеждениями. Библия говорит, что Бог использовал «дыхание жизни», чтобы оживить первых людей, а бессмертная душа — это форма витализма.

Есть только одна проблема. Витализм — это явная ошибка.

К началу 1800-х годов ученые обнаружили несколько веществ, которые казались уникальными для жизни. Одним из таких химических веществ была мочевина, которая была обнаружена в моче и была выделена в 1799 году.

Это все еще было совместимо с витализмом. Казалось, только живые существа могут производить эти химические вещества, так что, возможно, они были наполнены жизненной энергией, и именно это делало их особенными.

Но в 1828 году немецкий химик Фридрих Велер нашел способ получения мочевины из обычного химического вещества, называемого цианатом аммония, которое не имело очевидной связи с живыми существами. Другие пошли по его стопам, и вскоре стало ясно, что все химические вещества жизни могут быть сделаны из более простых химикатов, которые не имеют ничего общего с жизнью.

Это был конец витализма как научной концепции. Но людям было очень трудно отказаться от этой идеи. Для многих утверждение, что в химических веществах жизни нет ничего «особенного», казалось, лишало жизнь ее магии, превращая нас в простые машины. Это также, конечно, противоречило Библии.

Тайна происхождения жизни игнорировалась десятилетиями

Даже ученые пытались избавиться от витализма. Еще в 1913 году английский биохимик Бенджамин Мур горячо продвигал теорию «биотической энергии», которая, по сути, была витализмом под другим названием.Идея имела сильную эмоциональную окраску.

Сегодня идея цепляется за самые неожиданные места. Например, существует множество научно-фантастических историй, в которых «жизненная энергия» человека может быть увеличена или истощена. Подумайте о «энергии регенерации», которую использовали Повелители времени в Doctor Who , которую можно даже пополнить, если она иссякнет. Это кажется футуристическим, но это глубоко старомодная идея.

Тем не менее, после 1828 года у ученых были законные причины искать безбожное объяснение того, как образовалась первая жизнь.Но они этого не сделали. Это кажется очевидным предметом для исследования, но на самом деле загадка происхождения жизни игнорировалась десятилетиями. Возможно, все еще были слишком эмоционально привязаны к витализму, чтобы сделать следующий шаг.

Вместо этого большим биологическим прорывом XIX века стала теория эволюции, разработанная Чарльзом Дарвином и другими.

Дарвин знал, что это серьезный вопрос.

Теория Дарвина, изложенная в статье О происхождении видов в 1859 году, объясняла, как огромное разнообразие жизни могло возникнуть от одного общего предка.Вместо того чтобы каждый из различных видов был создан Богом индивидуально, все они произошли от первобытного организма, который жил миллионы лет назад: последнего универсального общего предка.

Эта идея оказалась чрезвычайно спорной, опять же потому, что она противоречила Библии. Дарвин и его идеи подверглись яростным нападкам, особенно со стороны возмущенных христиан.

Теория эволюции ничего не говорит о том, как возник этот первый организм.

Дарвин знал, что это серьезный вопрос, но — возможно, опасаясь начать еще одну борьбу с Церковью — он, кажется, обсуждал этот вопрос только в письме, написанном в 1871 году.Его возбужденный язык показывает, что он знал глубокое значение вопроса:

Первая гипотеза происхождения жизни была изобретена в дикой тоталитарной стране

«Но если (и о, какое большое если) мы могли бы зачать ребенка в какой-то теплый маленький пруд со всевозможными аммиаком и фосфорными солями, светом, теплом, электричеством и т. д., что химически образовалось белковое соединение, готовое претерпеть еще более сложные изменения … »

Другими словами, что, если там Когда-то это был небольшой водоем, наполненный простыми органическими соединениями и залитый солнечным светом.Некоторые из этих соединений могут объединяться, образуя похожее на жизнь вещество, такое как белок, который затем может начать развиваться и становиться более сложным.

Это была отрывочная идея. Но это станет основой первой гипотезы о том, как зародилась жизнь.

Идея возникла неожиданно. Вы можете подумать, что эта смелая форма свободного мышления была бы развита в демократической стране с традициями свободы слова: возможно, в Соединенных Штатах. Но на самом деле первая гипотеза происхождения жизни была изобретена в дикой тоталитарной стране, где свободное мышление было искоренено: в СССР.

В сталинской России все находилось под контролем государства. Это включало идеи людей, даже по таким предметам, как биология, которые кажутся не связанными с коммунистической политикой.

Опарин представил себе, какой была Земля, когда она была только что сформирована.

Известно, что Сталин фактически запретил ученым изучать традиционную генетику. Вместо этого он насаждал идеи сельскохозяйственного рабочего по имени Трофим Лысенко, которые, по его мнению, больше соответствовали коммунистической идеологии.Ученые, занимающиеся генетикой, были вынуждены публично поддержать идеи Лысенко, иначе они рисковали попасть в трудовой лагерь.

Именно в этой репрессивной среде Александр Опарин проводил свои исследования в области биохимии. Он мог продолжать работать, потому что был верным коммунистом: он поддерживал идеи Лысенко и даже получил орден Ленина — высшую награду, которую только можно было наградить живущим в СССР.

В 1924 году Опарин опубликовал свою книгу Происхождение жизни .В нем он изложил видение зарождения жизни, поразительно похожее на теплый маленький пруд Дарвина.

Опарин представил себе, какой была Земля, когда она только что сформировалась. Поверхность была обжигающе горячей, когда камни из космоса падали на нее и ударялись. Это был беспорядок из полурасплавленных горных пород, содержащих огромное количество химикатов, в том числе многие на основе углерода.

Если вы посмотрите на коацерваты под микроскопом, они будут вести себя пугающе, как живые клетки.

В конце концов Земля остыла настолько, что водяной пар конденсировался в жидкую воду, и выпал первый дождь.Вскоре на Земле появились горячие океаны, богатые углеродными химическими веществами. Теперь могут произойти две вещи.

Во-первых, различные химические вещества могут вступать в реакцию друг с другом с образованием множества новых соединений, некоторые из которых будут более сложными. Опарин предположил, что жизненно важные молекулы, такие как сахара и аминокислоты, могли образоваться в водах Земли.

Во-вторых, некоторые химические вещества начали образовывать микроскопические структуры. Многие органические химические вещества не растворяются в воде: например, масло образует слой поверх воды.Но когда некоторые из этих химикатов контактируют с водой, они образуют сферические глобулы, называемые «коацерваты», которые могут достигать 0,01 см (0,004 дюйма) в поперечнике.

Если вы посмотрите на коацерваты под микроскопом, они будут вести себя пугающе, как живые клетки. Они растут и меняют форму, а иногда делятся на две части. Они также могут поглощать химические вещества из окружающей воды, поэтому в них могут концентрироваться химические вещества, похожие на живые. Опарин предположил, что коацерваты были предками современных клеток.

Идея о том, что живые организмы, образованные чисто химическим путем, без бога или даже «жизненной силы», была радикальной.

Пять лет спустя, в 1929 году, английский биолог Дж.Б. С. Холдейн независимо предложил некоторые очень похожие идеи в короткой статье, опубликованной в Rationalist Annual .

Холдейн уже внес огромный вклад в эволюционную теорию, помогая интегрировать идеи Дарвина с развивающейся наукой генетики.

Он также был персонажем грандиозным. Однажды он получил перфорированную барабанную перепонку из-за некоторых экспериментов с декомпрессионными камерами, но позже написал, что «барабан обычно заживает; и если в нем остается отверстие, даже если он несколько глухой, из него можно выпустить табачный дым. рассматриваемое ухо, что является социальным достижением.«

Как и Опарин, Холдейн описал, как органические химические вещества могут накапливаться в воде» [пока] примитивные океаны не достигли консистенции горячего разбавленного супа ». Это подготовило почву для« первых живых или полуживых существ ».

Это говорит о том, что из всех биологов в мире это были Опарин и Холдейн. Идея о том, что живые организмы, образованные чисто химическим путем, без бога или даже «жизненной силы» было радикальным.Как и предыдущая теория эволюции Дарвина, она бросила вызов христианству.

Возникла одна проблема. Не было экспериментальных доказательств, подтверждающих это

Это вполне устраивало СССР. Советский режим был официально атеистическим, и его лидеры стремились поддержать материалистические объяснения таких глубоких явлений, как жизнь. Холдейн также был атеистом и при этом преданным коммунистом.

«В то время принятие или неприятие этой идеи зависело в основном от личностей: были ли они религиозными или поддерживали левые или коммунистические идеи», — говорит эксперт по происхождению жизни Армен Мулкиджанян из Университета Оснабрюка в Германии.«В Советском Союзе их приняли с радостью, потому что они не нуждались в Боге. В западном мире, если вы посмотрите на людей, которые думали в этом направлении, все они были левыми, коммунистами и так далее».

Идея о том, что жизнь образовалась в изначальном супе из органических химикатов, стала известна как гипотеза Опарина-Холдейна. Это было красиво и убедительно, но была одна проблема. Не было экспериментальных доказательств, подтверждающих это. Этого не было почти четверть века.

К тому времени, когда Гарольд Юри заинтересовался происхождением жизни, он уже получил Нобелевскую премию 1934 года по химии и помог создать атомную бомбу.Во время Второй мировой войны Юри работал над Манхэттенским проектом, собирая нестабильный уран-235, необходимый для ядра бомбы. После войны он боролся за то, чтобы ядерные технологии оставались под гражданским контролем.

В 1952 году Миллер начал самый известный эксперимент по происхождению жизни, который когда-либо предпринимался.

Он также заинтересовался химией космического пространства, особенно тем, что происходило, когда Солнечная система только формировалась. Однажды он прочитал лекцию и указал, что, вероятно, в атмосфере Земли не было кислорода, когда она только образовалась.Это обеспечило бы идеальные условия для образования изначального супа Опарина и Холдейна: хрупкие химические вещества были бы разрушены при контакте с кислородом.

В аудитории был докторант по имени Стэнли Миллер, который позже подошел к Юри с предложением: могут ли они проверить эту идею? Юри был настроен скептически, но Миллер его уговорил.

Итак, в 1952 году Миллер начал самый известный эксперимент по происхождению жизни, который когда-либо проводился.

Настройка была простой.Миллер соединил серию стеклянных колб и распространил четыре химиката, которые, как он подозревал, присутствовали на ранней Земле: кипящая вода, газообразный водород, аммиак и метан. Он подвергал газы многократным ударам электрическим током, чтобы имитировать удары молнии, которые так давно были обычным явлением на Земле.

Вы можете выйти из простой атмосферы и произвести много биологических молекул

Миллер обнаружил, что «вода в колбе стала заметно розовой после первого дня, а к концу недели раствор стал темно-красным и мутным. «.Очевидно, образовалась смесь химикатов.

Когда Миллер проанализировал смесь, он обнаружил, что она содержит две аминокислоты: глицин и аланин. Аминокислоты часто называют строительными блоками жизни. Они используются для образования белков, которые контролируют большинство биохимических процессов в нашем организме. Миллер с нуля создал два самых важных компонента жизни.

Результаты были опубликованы в престижном журнале Science в 1953 году. Юри, совершив самоотверженный поступок, необычный для высокопоставленных ученых, вычеркнул свое имя из статьи, отдав должное Миллеру.Несмотря на это, исследование часто называют «экспериментом Миллера-Юри».

«Сила Миллера-Юри в том, чтобы показать, что можно выйти из простой атмосферы и произвести множество биологических молекул», — говорит Джон Сазерленд из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания.

Жизнь была сложнее, чем кто-либо думал.

Детали оказались неверными, поскольку более поздние исследования показали, что атмосфера ранней Земли имела другой состав газов.Но это почти не относится к делу.

«Это было широко культовым, стимулировало воображение публики и до сих пор широко цитируется», — говорит Сазерленд.

После эксперимента Миллера другие ученые начали искать способы создания простых биологических молекул с нуля. Казалось, что разгадка тайны происхождения жизни близка.

Но потом стало ясно, что жизнь сложнее, чем кто-либо думал. Оказалось, что живые клетки — это не просто мешки с химикатами: это замысловатые маленькие машины.Внезапно создание одного с нуля стало казаться намного более сложной задачей, чем предполагали ученые.

Глава 2. Великая поляризация

К началу 1950-х годов ученые отошли от давнего предположения, что жизнь — это дар богов. Вместо этого они начали исследовать возможность того, что жизнь возникла спонтанно и естественным образом на ранней Земле — и благодаря культовому эксперименту Стэнли Миллера они даже получили некоторую практическую поддержку этой идеи.

Пока Миллер пытался создать материю жизни с нуля, другие ученые выясняли, из чего состоят гены.

К этому времени было известно много биологических молекул. К ним относятся сахара, жиры, белки и нуклеиновые кислоты, такие как «дезоксирибонуклеиновая кислота» или для краткости ДНК.

Их открытие было одним из величайших научных открытий 20 века.

Сегодня мы считаем само собой разумеющимся, что ДНК несет в себе наши гены, но на самом деле это стало шоком для биологов 1950-х годов.Белки сложнее, поэтому ученые думали, что это гены.

Эта идея была опровергнута в 1952 году Альфредом Херши и Мартой Чейз из Института Карнеги в Вашингтоне. Они изучали простые вирусы, которые содержат только ДНК и белок и должны заражать бактерии, чтобы воспроизводиться. Они обнаружили, что в бактерии попала вирусная ДНК, а белки остались снаружи. Ясно, что ДНК была генетическим материалом.

Открытия Херши и Чейза вызвали безумную гонку за выяснением структуры ДНК и, следовательно, того, как она работает.В следующем году проблема была решена Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном из Кембриджского университета, Великобритания, при значительной помощи со стороны их коллеги Розалинды Франклин.

Их открытие было одним из величайших научных открытий 20 века. Это также изменило процесс поиска происхождения жизни, обнаружив невероятную сложность, скрытую внутри живых клеток.

Крик и Ватсон поняли, что ДНК представляет собой двойную спираль, подобную лестнице, скрученной в спираль.Каждый из двух «полюсов» лестницы состоит из молекул, называемых нуклеотидами.

Ваши гены в конечном итоге происходят от предковой бактерии

Эта структура объясняет, как клетки копируют свою ДНК. Другими словами, он показал, как родители копируют свои гены и передают их своим детям.

Ключевым моментом является то, что двойную спираль можно «разархивировать». Это раскрывает генетический код, состоящий из последовательностей генетических оснований A, T, C и G, который обычно заперт внутри «ступенек» лестницы ДНК.Затем каждая нить используется в качестве шаблона для воссоздания копии другой.

Используя этот механизм, гены передаются от родителей к ребенку с самого начала жизни. В конечном итоге ваши гены происходят от наследственной бактерии — и на каждом этапе они копировались с использованием механизма, открытого Криком и Ватсоном.

Изучите структуру ДНК в этом видео:

Крик и Ватсон изложили свои выводы в статье 1953 года в журнале Nature . В течение следующих нескольких лет биохимики пытались выяснить, какую именно информацию несет ДНК и как эта информация используется в живых клетках.Впервые были раскрыты сокровенные тайны жизни.

Внезапно идеи Опарина и Холдейна показались наивно простыми

Оказалось, что ДНК выполняет только одну задачу. Ваша ДНК сообщает вашим клеткам, как производить белки: молекулы, которые выполняют множество важных задач. Без белков вы не смогли бы переваривать пищу, ваше сердце останавливалось, и вы не могли дышать.

Но процесс использования ДНК для создания белков оказался поразительно сложным.Это было большой проблемой для любого, кто пытался объяснить происхождение жизни, потому что трудно представить, как могло начаться что-то столь сложное.

Каждый белок представляет собой длинную цепочку аминокислот, соединенных в определенном порядке. Последовательность аминокислот определяет трехмерную форму белка и, следовательно, то, что он делает.

Эта информация закодирована в последовательности оснований ДНК. Поэтому, когда клетке необходимо произвести определенный белок, она считывает соответствующий ген в ДНК, чтобы получить последовательность аминокислот.

Оказалось, что у ДНК всего одна работа

Но есть нюанс. ДНК драгоценна, поэтому клетки предпочитают хранить ее в безопасном месте. По этой причине они копируют информацию из ДНК на короткие молекулы другого вещества, называемого РНК (рибонуклеиновая кислота). Если ДНК — это библиотечная книга, то РНК — это клочок бумаги с нацарапанным на нем ключевым отрывком. РНК похожа на ДНК, за исключением того, что имеет только одну цепь.

Наконец, процесс преобразования информации в этой цепи РНК в белок происходит в чрезвычайно сложной молекуле, называемой «рибосомой».

Этот процесс происходит в каждой живой клетке, даже в самых простых бактериях. Это так же важно для жизни, как еда и дыхание. Любое объяснение происхождения жизни должно показать, как эта сложная троица — ДНК, РНК и рибосомный белок — возникла и начала работать.

Внезапно идеи Опарина и Холдейна показались наивно простыми, в то время как эксперимент Миллера, который производил только несколько аминокислот, используемых для создания белков, выглядел дилетантским. Его основополагающее исследование не только не привело нас к созданию жизни, но и было лишь первым шагом на долгом пути.

Идея о том, что жизнь началась с РНК, окажет огромное влияние.

«ДНК заставляет РНК производить белок, и все это в этом инкапсулированном липидом мешочке с химическими веществами», — говорит Джон Сазерленд. «Вы смотрите на это, и это просто« вау, это слишком сложно ». Как мы собираемся найти органическую химию, которая сделает все это за один раз?»

Первым, кто действительно взялся за дело, был британский химик по имени Лесли Оргел. Он был одним из первых, кто увидел модель ДНК Крика и Ватсона, а позже помог НАСА с их программой «Викинг», которая отправляла на Марс роботизированные посадочные устройства.

Orgel решил упростить задачу. Написанный в 1968 году и поддержанный Криком, он предположил, что в первой жизни не было белков или ДНК. Вместо этого он почти полностью состоял из РНК. Чтобы это работало, эти первичные молекулы РНК должны были быть особенно универсальными. Во-первых, они должны были создавать копии самих себя, предположительно используя тот же механизм спаривания оснований, что и ДНК.

Идея о том, что жизнь началась с РНК, окажет огромное влияние. Но это также спровоцировало научную войну за сферы влияния, которая длится до наших дней.

Предполагая, что жизнь началась с РНК и чего-то еще, Оргел предполагал, что один важный аспект жизни — ее способность воспроизводить себя — появился раньше всех остальных. В некотором смысле он не просто предлагал, как впервые была устроена жизнь: он говорил что-то о том, что такое жизнь.

Ученые, изучающие происхождение жизни, разделились на лагеря

Многие биологи согласятся с идеей Оргеля «сначала репликация». В теории эволюции Дарвина способность создавать потомство является абсолютно центральной: единственный способ «победить» организм — это оставить много детей.

Но есть и другие особенности жизни, которые кажутся не менее важными. Наиболее очевидным является метаболизм: способность извлекать энергию из окружающей среды и использовать ее для поддержания жизни. Для многих биологов метаболизм, должно быть, был изначальной определяющей чертой жизни, с появлением репликации позже.

Итак, начиная с 1960-х годов, ученые, изучающие происхождение жизни, разделились на лагеря.

«Основной поляризацией был метаболизм, а не генетика», — говорит Сазерленд.

Научные собрания о происхождении жизни часто были спорными делами.

Между тем, третья группа утверждала, что первое, что появилось, — это контейнер для ключевых молекул, чтобы они не улетали. «Компартментализация должна была быть на первом месте, потому что нет смысла заниматься метаболизмом, если вы не разделены», — говорит Сазерленд. Другими словами, должна быть клетка — как подчеркнули Опарин и Холдейн несколькими десятилетиями ранее — возможно, заключенная в мембрану из простых жиров и липидов.

Все три идеи приобрели единомышленников и сохранились до наших дней. Ученые стали страстно привержены своим любимым идеям, иногда даже слепо.

В результате научные встречи о происхождении жизни часто носили непростой характер, и журналистам, освещающим эту тему, ученые из одного лагеря регулярно говорят, что идеи, исходящие из других лагерей, глупы или даже хуже.

Благодаря Оргелу идея о том, что жизнь началась с РНК и генетики, была очень ранней.Затем наступили 1980-е, и произошло поразительное открытие, которое, казалось, в значительной степени подтвердило это.

Глава 3. Поиск первого репликатора

После 1960-х годов ученые, пытающиеся понять происхождение жизни, разделились на три группы. Некоторые были уверены, что жизнь началась с образования примитивных версий биологических клеток. Другие считали, что ключевым первым шагом была метаболическая система, а третьи сосредоточили внимание на важности генетики и репликации.Эта последняя группа начала пытаться выяснить, как мог бы выглядеть этот первый репликатор, уделяя особое внимание идее, что он состоит из РНК.

Еще в 1960-х годах у ученых были основания полагать, что РНК является источником всей жизни.

В частности, РНК может делать то, чего не может ДНК. Это одноцепочечная молекула, поэтому в отличие от жесткой двухцепочечной ДНК она может складываться в различные формы.

Вы не смогли бы жить без ферментов

Сворачивание РНК, похожее на оригами, выглядело довольно похоже на поведение белков.Белки также в основном представляют собой длинные цепи, состоящие из аминокислот, а не нуклеотидов, и это позволяет им создавать сложные структуры.

Это ключ к удивительной способности белков. Некоторые из них могут ускорять или «катализировать» химические реакции. Эти белки известны как ферменты.

Многие ферменты находятся в кишечнике, где они расщепляют сложные молекулы пищи на простые, такие как сахара, которые могут использоваться вашими клетками. Вы не можете жить без ферментов.

У Лесли Оргела и Фрэнсиса Крика возникло подозрение. Если бы РНК могла складываться как белок, возможно, она могла бы образовывать ферменты. Если бы это было правдой, РНК могла бы быть исходной — и весьма универсальной — живой молекулой, хранящей информацию, как ДНК сейчас, и катализирующей реакции, как некоторые белки.

Это была отличная идея, но не было доказательств более десяти лет.

Томас Чех родился и вырос в Айове. В детстве он был очарован камнями и минералами. К тому времени, когда он учился в неполной средней школе, он посещал местный университет и стучался в двери геологов, прося показать модели минеральных структур.

Но в конце концов он стал биохимиком, сосредоточившись на РНК.

Теперь представление о том, что жизнь началась с РНК, выглядело многообещающим

В начале 1980-х годов Чех и его коллеги из Университета Колорадо в Боулдере изучали одноклеточный организм под названием Tetrahymena thermophila . Часть его клеточного аппарата включает цепи РНК. Чех обнаружил, что один конкретный участок РНК иногда отделяется от остальных, как если бы что-то вырезало его ножницами.

Когда команда удалила все ферменты и другие молекулы, которые могли действовать как молекулярные ножницы, РНК продолжала делать это. Они открыли первый фермент РНК: короткий кусок РНК, который мог вырезать себя из большей цепи, частью которой он был.

Чех опубликовал результаты в 1982 году. В следующем году другая группа обнаружила второй фермент РНК — или «рибозим», как его окрестили.

Обнаружение двух РНК-ферментов в быстрой последовательности показало, что их гораздо больше.Идея о том, что жизнь началась с РНК, выглядела многообещающей.

Узнайте больше о РНК из этого видео:

Имя этой идее дал Уолтер Гилберт из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс. Физик, увлекшийся молекулярной биологией, Гилберт также был одним из первых сторонников секвенирования генома человека.

Мир РНК — это элегантный способ создать сложную жизнь с нуля

Написав в 1986 году в Nature , Гилберт предположил, что жизнь началась в «Мире РНК».

Первая стадия эволюции, утверждал Гилберт, состояла из «молекул РНК, выполняющих каталитическую активность, необходимую для сборки самих себя из нуклеотидного супа». Нарезая и склеивая вместе разные кусочки РНК, молекулы РНК могут создавать еще более полезные последовательности. В конце концов они нашли способ производить белки и белковые ферменты, которые оказались настолько полезными, что в значительной степени вытеснили версии РНК и дали начало жизни в том виде, в каком мы ее понимаем сегодня.

The RNA World — это элегантный способ создать сложную жизнь с нуля.Вместо того, чтобы полагаться на одновременное образование десятков биологических молекул из изначального супа, одна универсальная молекула могла выполнять работу всех из них.

В 2000 году гипотеза мира РНК получила впечатляющее подтверждение.

Томас Стейтц 30 лет изучал структуру молекул в живых клетках. В 1990-х он взял на себя самую большую задачу: выяснить структуру рибосомы.

Тот факт, что эта важная машина была основана на РНК, сделало мир РНК еще более правдоподобным.

Каждая живая клетка имеет рибосому.Эта огромная молекула считывает инструкции с РНК и связывает аминокислоты в цепочки для образования белков. Рибосомы в ваших клетках составляют большую часть вашего тела.

Известно, что рибосома содержит РНК. Но в 2000 году команда Стейтца создала подробное изображение структуры рибосомы, которое показало, что РНК является каталитическим ядром рибосомы.

Это было критически важно, потому что рибосома настолько важна для жизни и настолько древняя. Тот факт, что эта важная машина была основана на РНК, сделало мир РНК еще более правдоподобным.

Сторонники RNA World были в восторге от открытия, и в 2009 году Стейтц получит долю Нобелевской премии. Но с тех пор сомнения вернулись.

С самого начала у идеи мира РНК было две проблемы. Может ли РНК действительно выполнять все функции жизни сама по себе? И могло ли оно образоваться на ранней Земле?

Они намеревались создать самореплицирующуюся РНК для себя

Прошло 30 лет с тех пор, как Гилберт заложил основу для мира РНК, и у нас до сих пор нет убедительных доказательств того, что РНК может делать все то, что теория требует от него.Это удобная маленькая молекула, но может оказаться недостаточно удобной.

Выдалось одно задание. Если жизнь началась с молекулы РНК, эта РНК должна была иметь возможность копировать себя: она должна была самовоспроизводиться.

Но ни одна из известных РНК не может самовоспроизводиться. Не может и ДНК. Требуется батальон ферментов и других молекул, чтобы создать точную копию фрагмента РНК или ДНК.

Итак, в конце 1980-х несколько биологов начали довольно-таки донкихотские поиски. Они решили создать самовоспроизводящуюся РНК.

Джек Шостак из Гарвардской медицинской школы был одним из первых, кто принял участие. В детстве он так увлекался химией, что у него в подвале была лаборатория. Совершенно пренебрегая собственной безопасностью, он однажды устроил взрыв, в результате которого стеклянная трубка вонзилась в потолок.

Они показали, что ферменты РНК могут быть действительно мощными

В начале 1980-х годов Шостак помог показать, как наши гены защищают себя от процесса старения. Это раннее исследование в конечном итоге принесло ему долю Нобелевской премии.

Но вскоре он был очарован ферментами РНК Чеха. «Я думал, что эта работа была действительно классной», — говорит он. «В принципе, у РНК может быть возможность катализировать собственную репликацию».

В 1988 году Чех обнаружил фермент РНК, который мог строить короткую молекулу РНК длиной около 10 нуклеотидов. Шостак намеревался улучшить открытие путем разработки новых ферментов РНК в лаборатории. Его команда создала пул случайных последовательностей и проверила их, чтобы увидеть, какие из них проявляют каталитическую активность.Затем они взяли эти последовательности, настроили их и снова протестировали.

После 10 раундов этого процесса Шостак произвел фермент РНК, который заставил реакцию идти в семь миллионов раз быстрее, чем это было бы естественно. Они показали, что ферменты РНК могут быть действительно мощными. Но их фермент не мог сам себя копировать, даже близко. Шостак ударился о стену.

Следующим крупным достижением стал в 2001 году бывший студент Шостака Дэвид Бартель из Массачусетского технологического института в Кембридже.Бартель создал фермент РНК под названием R18, который мог добавлять новые нуклеотиды к цепи РНК на основе существующей матрицы. Другими словами, это было не просто добавление случайных нуклеотидов: это было правильное копирование последовательности.

Это все еще не самовоспроизводящийся, но приближается к нему. R18 состоял из цепочки из 189 нуклеотидов и мог надежно добавлять 11 нуклеотидов к цепи: 6% от его собственной длины. Была надежда, что несколько настроек позволят ему сделать цепь длиной 189 нуклеотидов — такой же, как она сама.

РНК, похоже, не годится для запуска жизни

Лучшая попытка была предпринята в 2011 году Филиппом Холлигером из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания. Его команда создала модифицированный R18 под названием tC19Z, который копирует последовательности длиной до 95 нуклеотидов. Это 48% от собственной длины: больше R18, но не необходимые 100%.

Альтернативный подход был предложен Джеральдом Джойсом и Трейси Линкольн из Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния.В 2009 году они создали фермент РНК, который косвенно воспроизводит себя.

Их фермент соединяет два коротких фрагмента РНК, чтобы создать второй фермент. Затем он соединяет вместе еще две части РНК, чтобы воссоздать исходный фермент.

Этот простой цикл можно продолжать бесконечно, учитывая сырье. Но ферменты работали, только если им были даны правильные цепи РНК, которые должны были создать Джойс и Линкольн.

Для многих ученых, которые скептически относятся к миру РНК, отсутствие самовоспроизводящейся РНК является фатальной проблемой для этой идеи.РНК, похоже, не годится для запуска жизни.

Возможно, на ранней Земле существовал какой-то другой тип молекулы.

Дело также было ослаблено неспособностью химиков создать РНК с нуля. По сравнению с ДНК это выглядит как простая молекула, но оказалось, что сделать РНК чрезвычайно сложно.

Проблема заключается в сахаре и основании, из которых состоит каждый нуклеотид. Можно сделать каждого из них индивидуально, но двое упорно отказываются связывать вместе.

Эта проблема прояснилась уже к началу 1990-х годов. Это оставило многих биологов острым подозрением, что гипотеза мира РНК, хотя и ясна, не может быть совершенно верной.

Вместо этого, возможно, на ранней Земле существовал какой-то другой тип молекулы: что-то более простое, чем РНК, которая действительно могла собраться из первобытного бульона и начать самовоспроизведение. Это могло произойти сначала, а затем привело к РНК, ДНК и прочему.

В 1991 году Питер Нильсен из Копенгагенского университета в Дании выдвинул кандидата на роль первичного репликатора.

По сути, это была сильно модифицированная версия ДНК. Нильсен сохранил основания такими же — придерживаясь A, T, C и G, обнаруженных в ДНК, — но сделал основу из молекул, называемых полиамидами, вместо сахаров, обнаруженных в ДНК. Он назвал новую молекулу полиамидной нуклеиновой кислоты, или PNA. Как ни странно, с тех пор она стала известна как пептидная нуклеиновая кислота.

ПНК, в отличие от РНК, могла легко образоваться на ранней Земле.

ПНК никогда не встречалась в природе.Но он во многом похож на ДНК. Нить ПНК может даже заменить одну из нитей в молекуле ДНК, при этом комплементарные основания образуют пары как обычно. Более того, ПНК может свернуться в двойную спираль, как и ДНК.

Стэнли Миллер был заинтригован. Глубоко скептически относясь к миру РНК, он подозревал, что ПНК была более вероятным кандидатом на роль первого генетического материала.

В 2000 году он представил неопровержимые доказательства. К тому времени ему было 70 лет, и он только что перенес первый в серии изнурительных инсультов, из-за которых он в конечном итоге оказался в доме престарелых, но он еще не закончил.Он повторил свой классический эксперимент, который мы обсуждали в первой главе, на этот раз с использованием метана, азота, аммиака и воды — и получил полиамидную основу PNA.

Это говорит о том, что ПНК, в отличие от РНК, могла легко образоваться на ранней Земле.

Другие химики придумали свои собственные альтернативные нуклеиновые кислоты.

У каждой из этих альтернативных нуклеиновых кислот есть сторонники: обычно это человек, который ее создал.

В 2000 году Альберт Эшенмозер создал нуклеиновую кислоту треозы (TNA).По сути, это ДНК, но с другим сахаром в основе. Нити ТНК могут соединяться в пары, образуя двойную спираль, и информация может копироваться туда и обратно между РНК и ТНК.

Более того, TNA может складываться в сложные формы и даже связываться с белком. Это намекает на то, что ТНК может действовать как фермент, как и РНК.

Точно так же в 2005 году Эрик Меггерс создал нуклеиновую кислоту гликоля, которая может образовывать спиральные структуры.

У каждой из этих альтернативных нуклеиновых кислот есть сторонники: обычно это человек, который ее создал.Но в природе их нет и следа, поэтому, если первая жизнь действительно их использовала, в какой-то момент она должна была полностью отказаться от них в пользу РНК и ДНК. Это может быть правдой, но нет никаких доказательств.

Все это означало, что к середине 2000-х сторонники Мира РНК оказались в затруднительном положении.

Мир РНК, каким бы чистым он ни был, не мог быть всей правдой

С одной стороны, ферменты РНК существовали, и они включали в себя одну из самых важных частей биологического механизма — рибосому.Это было хорошо.

Но самовоспроизводящейся РНК не было обнаружено, и никто не мог понять, как РНК образуется в первичном бульоне. Альтернативные нуклеиновые кислоты могли бы решить последнюю проблему, но не было никаких доказательств их существования в природе. Это было не так хорошо.

Очевидный вывод заключался в том, что мир РНК, каким бы аккуратным он ни был, не мог быть всей правдой.

Между тем конкурирующая теория неуклонно набирала обороты с 1980-х годов. Его сторонники утверждают, что жизнь началась не с РНК, ДНК или любого другого генетического вещества.Вместо этого он начался как механизм использования энергии.

Глава 4. Сила протонов

Мы видели во второй главе, как ученые разделились на три школы мысли о том, как зародилась жизнь. Одна группа была убеждена, что жизнь началась с молекулы РНК, но они изо всех сил пытались понять, как РНК или подобные молекулы могли спонтанно образоваться на ранней Земле, а затем сделать копии самих себя. Поначалу их усилия были захватывающими, но в конечном итоге разочаровывающими.Однако даже в то время, когда это исследование продвигалось, были и другие исследователи происхождения жизни, которые были уверены, что жизнь началась совершенно по-другому.

Теория мира РНК основана на простой идее: самое важное, что может сделать живой организм, — это воспроизвести себя. С этим согласятся многие биологи. Все живые существа, от бактерий до синих китов, стремятся к потомству.

Вехтерсхойзер предположил, что первые организмы «радикально отличались от всего, что мы знаем»

Однако многие исследователи происхождения жизни не верят, что воспроизводство является действительно фундаментальным фактором.Они говорят, что прежде чем организм сможет воспроизводиться, он должен быть самоподдерживающимся. Он должен оставаться в живых. В конце концов, у вас не может быть детей, если вы умрете первым.

Мы сохраняем жизнь за счет еды, а зеленые растения — за счет извлечения энергии из солнечного света. Возможно, вы не думаете, что человек, съедающий сочный бифштекс, очень похож на лиственный дуб, но когда вы сразу перейдете к нему, оба начнут получать энергию.

Этот процесс называется метаболизмом. Во-первых, вы должны получить энергию; скажем, из богатых энергией химических веществ, таких как сахар.Затем вы должны использовать эту энергию для создания полезных вещей, таких как клетки.

Этот процесс использования энергии настолько важен, что многие исследователи полагают, что это было первое, что когда-либо делала жизнь.

Как могли бы выглядеть эти организмы, работающие только с метаболизмом? Одно из самых важных предложений было выдвинуто в конце 80-х годов Гюнтером Вехтерсхойзером. Он был не штатным ученым, а скорее патентным юристом с химическим образованием.

Wächtershäuser предположил, что первые организмы «радикально отличались от всего, что мы знаем».Они не были из клеток. У них не было ферментов, ДНК или РНК.

Все остальные составляющие современных организмов, такие как ДНК, клетки и мозг, появились позже.

Вместо этого Вехтершойзер представил поток горячей воды, вытекающий из вулкана. Вода была богата вулканическими газами, такими как аммиак, и содержала следы минералов из сердца вулкана.

Там, где вода стекала по скалам, начались химические реакции. В частности, металлы из воды помогли простым органическим соединениям превратиться в более крупные.

Переломным моментом стало создание первого метаболического цикла. Это процесс, в котором одно химическое вещество преобразуется в ряд других химических веществ, пока в конечном итоге не будет воссоздано исходное химическое вещество. При этом вся система потребляет энергию, которую можно использовать для перезапуска цикла — и для начала выполнения других задач.

Метаболические циклы могут показаться не похожими на жизнь, но они являются фундаментальными для жизни

Все остальные составляющие современных организмов — такие как ДНК, клетки и мозг — появились позже, на основе этих химических циклов.

Эти метаболические циклы не очень похожи на жизнь. Вехтерсхойзер назвал свои изобретения «организмами-предшественниками» и написал, что их «едва ли можно назвать живыми».

Но метаболические циклы, подобные тем, которые описал Wächtershäuser, лежат в основе каждого живого существа. По сути, ваши клетки представляют собой микроскопические химические перерабатывающие предприятия, постоянно превращающие одно химическое вещество в другое. Метаболические циклы могут показаться не похожими на жизнь, но они фундаментальны для жизни.

На протяжении 1980-х и 1990-х годов Вехтерсхойзер детально разработал свою теорию.Он обрисовал в общих чертах, какие минералы подходят для лучших поверхностей и какие химические циклы могут иметь место. Его идеи начали привлекать сторонников.

Но это все еще было теоретически. Вехтерсхойзер нуждался в открытии из реального мира, подтверждающем его идеи. К счастью, это уже было сделано — десятью годами ранее.

В 1977 году группа под руководством Джека Корлисса из Университета штата Орегон совершила погружение на глубину 1,5 мили (2,5 км) в восточную часть Тихого океана. Они обследовали горячую точку Галапагосских островов, где высокие горные хребты возвышаются над морским дном.Они знали, что хребты вулканически активны.

Каждое вентиляционное отверстие было своего рода изначальным диспенсером для супа.

Корлисс обнаружил, что гребни были испещрены, по сути, горячими источниками. Горячая вода, богатая химическими веществами, поднималась из-под морского дна и выкачивалась через отверстия в скалах.

Удивительно, но эти «гидротермальные жерла» были густо заселены диковинными животными. Были огромные моллюски, блюдца, мидии и трубочники. Вода также была насыщена бактериями.Все эти организмы питались энергией из гидротермальных источников.

Открытие гидротермальных жерл сделало имя Корлисса. Это также заставило его задуматься. В 1981 году он предположил, что аналогичные жерла существовали на Земле четыре миллиарда лет назад и что они были местом зарождения жизни. Он посвятил бы большую часть своей карьеры работе над этой идеей.

Корлисс предположил, что гидротермальные источники могут создавать коктейли из химикатов. По его словам, каждое вентиляционное отверстие было своего рода изначальным диспенсером для супа.

Ключевые соединения, такие как сахар, «выживут… в течение нескольких секунд»

По мере того, как горячая вода протекала сквозь камни, тепло и давление заставляли простые органические соединения сливаться в более сложные, такие как аминокислоты, нуклеотиды и сахара. Ближе к границе с океаном, где вода была не такой горячей, они начали связываться в цепочки, образуя углеводы, белки и нуклеотиды, такие как ДНК. Затем, когда вода приблизилась к океану и еще больше остыла, эти молекулы собрались в простые клетки.

Это было аккуратно и привлекло внимание людей. Но Стэнли Миллер, чей экспериментальный эксперимент с происхождением жизни мы обсуждали в первой главе, не убедил его. В 1988 году он утверждал, что вентиляционные отверстия слишком горячие.

Хотя сильная жара может вызвать образование таких химических веществ, как аминокислоты, эксперименты Миллера показали, что она также разрушит их. Ключевые соединения, такие как сахар, «выжили бы… самое большее секунды». Более того, эти простые молекулы вряд ли соединятся в цепочки, потому что окружающая вода разорвет цепочки почти сразу.

Тут в бой вступил геолог Майк Рассел. Он думал, что теорию вентиляции можно заставить работать. Более того, ему казалось, что вентиляционные отверстия были идеальным домом для организмов-предшественников Wächtershäuser. Это вдохновение привело его к созданию одной из наиболее широко признанных теорий происхождения жизни.

Если Рассел был прав, жизнь зародилась на дне моря

Рассел провел свои ранние годы, производя аспирин по-разному, занимаясь разведкой ценных минералов и — в одном замечательном инциденте 1960-х годов — координируя реакцию на возможное вулканическое воздействие. высыпание, несмотря на отсутствие тренировок.Но его настоящий интерес заключался в том, как поверхность Земли менялась за эоны. Эта геологическая перспектива сформировала его представления о происхождении жизни.

В 1980-х годах он нашел ископаемые свидетельства менее экстремального типа гидротермального источника, где температура была ниже 150 ° C. Он утверждал, что такие более мягкие температуры позволят молекулам жизни выжить гораздо дольше, чем предполагал Миллер.

Более того, в окаменелых останках этих вентиляционных отверстий было что-то странное.Минерал под названием пирит, состоящий из железа и серы, образовал трубки диаметром около 1 мм.

В своей лаборатории Рассел обнаружил, что пирит также может образовывать сферические капли. Он предположил, что первые сложные органические молекулы образовались внутри этих простых структур пирита.

Примерно в это время Вехтерсхойзер начал публиковать свои идеи, основанные на потоке горячей, богатой химическими веществами воды, текущей по минералу. Он даже предположил, что речь идет о пирите.

Его идея основывалась на работе одного из забытых гениев современной науки

Итак, Рассел сложил два и два.Он предположил, что гидротермальные источники в глубоком море, достаточно прохладные для образования структур пирита, являются местом обитания организмов-предшественников Вехтершойзера. Если Рассел был прав, жизнь зародилась на дне моря — и сначала появился метаболизм.

Рассел изложил все это в статье, опубликованной в 1993 году, через 40 лет после классического эксперимента Миллера. Это не получило такого же восторженного освещения в СМИ, но, возможно, было более важным. Рассел объединил две, казалось бы, отдельные идеи — метаболические циклы Вехтерсхойзера и гидротермальные источники Корлисса — во что-то действительно убедительное.

Чтобы сделать это еще более впечатляющим, Рассел также предложил объяснение того, как первые организмы получали свою энергию. Другими словами, он выяснил, как мог работать их метаболизм. Его идея опиралась на работы одного из забытых гениев современной науки.

В 1960-х биохимик Питер Митчелл заболел и был вынужден уйти из Эдинбургского университета. Вместо этого он создал частную лабораторию в удаленном особняке в Корнуолле. Изолированный от научного сообщества, его работа частично финансировалась стадом дойных коров.Многие биохимики, в том числе вначале Лесли Оргел, чьи работы по РНК мы обсуждали во второй главе, считали его идеи совершенно нелепыми.

Теперь мы знаем, что процесс, идентифицированный Митчеллом, используется всеми живыми существами на Земле

Менее чем через два десятилетия Митчелл добился окончательной победы: Нобелевской премии по химии 1978 года. Его имя никогда не было нарицательным, но его идеи есть в каждом учебнике биологии.

Митчелл провел свою карьеру, выясняя, что организмы делают с энергией, которую они получают из пищи.Фактически, он спрашивал, как все мы живем от момента к моменту.

Он знал, что все клетки хранят свою энергию в одной и той же молекуле: аденозинтрифосфате (АТФ). Решающим моментом является цепочка из трех фосфатов, прикрепленных к аденозину. Добавление третьего фосфата требует много энергии, которая затем блокируется в АТФ.

Когда клетке нужна энергия — скажем, если мышце нужно сокращаться — она ​​отщепляет третий фосфат от АТФ. Это превращает его в аденозиндифосфат (АДФ) и высвобождает накопленную энергию.

Его имя никогда не было нарицательным.

Митчелл хотел узнать, как именно клетки производят АТФ. Как они сконцентрировали достаточно энергии на АДФ, чтобы прикрепился третий фосфат?

Митчелл знал, что фермент, производящий АТФ, находится на мембране. Поэтому он предположил, что клетка перекачивает заряженные частицы, называемые протонами, через мембрану, так что протонов было много с одной стороны и почти не было — с другой.

Протоны затем попытаются течь обратно через мембрану, чтобы уравновесить количество протонов с каждой стороны, но единственное место, через которое они могли пройти, — это фермент.Проходящий поток протонов давал ферменту энергию, необходимую для производства АТФ.

Посмотрите, как клетки используют энергию в этом видео:

Митчелл впервые высказал эту идею в 1961 году. Он провел следующие 15 лет, защищая ее от всех желающих, пока доказательства не стали неопровержимыми. Теперь мы знаем, что процесс, идентифицированный Митчеллом, используется всеми живыми существами на Земле. Это происходит прямо сейчас внутри ваших клеток. Как и ДНК, она имеет фундаментальное значение для жизни, какой мы ее знаем.

Вентиляционные отверстия Корлисса не годятся

Ключевой момент, который понял Рассел, — это градиент протонов Митчелла: наличие большого количества протонов на одной стороне мембраны и нескольких — на другой.Всем клеткам нужен протонный градиент для хранения энергии.

Современные клетки создают градиенты, перекачивая протоны через мембрану, но при этом задействован сложный молекулярный механизм, который не мог просто возникнуть. Итак, Рассел совершил еще один логический скачок: жизнь должна была образоваться где-то с естественным протонным градиентом.

Где-то вроде гидротермального источника. Но это должен быть особый тип вентиляции. Когда Земля была молодой, моря были кислыми, а в кислой воде было много протонов, плавающих внутри.Чтобы создать протонный градиент, вода из вентиляционного отверстия должна быть с низким содержанием протонов: она должна быть щелочной.

Вентиляционные отверстия Корлисса не подходят. Они были не только слишком горячими, но и кислыми. Но в 2000 году Дебора Келли из Вашингтонского университета открыла первые щелочные вентили.

Келли пришлось сражаться только за то, чтобы стать ученым. Ее отец умер, когда она заканчивала среднюю школу, и ей пришлось много работать, чтобы прокормить себя до учебы в колледже.

Он убедился, что жерла, подобные тем, что были в Затерянном городе, были тем местом, где зародилась жизнь

Но ей это удалось, и она была очарована подводными вулканами и обжигающими горячими гидротермальными жерлами. Эта любовь близнецов в конечном итоге привела ее к середине Атлантического океана. Там земная кора разрывается, и из морского дна поднимается горный хребет.

На этом хребте Келли нашла поле гидротермальных жерл, которое она назвала «Затерянным городом». Они не такие, как те, что нашел Корлисс.Температура воды, вытекающей из них, составляет всего 40-75 ° C, и она слабощелочная. Карбонатные минералы из этой воды собрались в крутые белые «дымоходы», которые поднимаются со дна моря, как органные трубы. Их внешний вид жутковат и похож на призраков, но это обманчиво: они являются домом для плотных сообществ микроорганизмов, которые процветают в вытяжной воде.

Эти щелочные вентили идеально подходили для идей Рассела. Он пришел к убеждению, что вентиляционные отверстия, подобные тем, что есть в Затерянном городе, были тем местом, где зародилась жизнь.

Но у него была проблема.Будучи геологом, он недостаточно знал о биологических клетках, чтобы сделать свою теорию действительно убедительной.

Итак, Рассел объединился с биологом Уильямом Мартином, драчливым американцем, который большую часть своей карьеры провел в Германии. В 2003 году пара представила улучшенную версию более ранних идей Рассела. Это, пожалуй, самая конкретная история о том, как началась жизнь.

Эта история теперь считается одной из главных гипотез происхождения жизни

Благодаря Келли они теперь знали, что камни щелочных отверстий были пористыми: они были покрыты крошечными отверстиями, заполненными водой.Они предположили, что эти маленькие карманы действуют как «клетки». Каждый карман содержал необходимые химические вещества, в том числе такие минералы, как пирит. В сочетании с естественным протонным градиентом из вентиляции они были идеальным местом для начала метаболизма.

По словам Рассела и Мартина, как только жизнь использовала химическую энергию вытяжной воды, она начала создавать молекулы, подобные РНК. В конце концов он создал свою собственную мембрану и превратился в настоящую клетку, вырвавшись из пористой породы в открытую воду.

Эта история сейчас считается одной из главных гипотез происхождения жизни.

Это нашло мощную поддержку в июле 2016 года, когда Мартин опубликовал исследование, реконструировавшее некоторые особенности «последнего универсального общего предка» (LUCA). Это организм, который жил миллиарды лет назад и от которого произошла вся существующая жизнь.

Сторонники RNA World говорят, что у теории вентиляции есть две проблемы. выжить сегодня.Это то, что сделал Мартин.

Он исследовал ДНК 1930 современных микроорганизмов и идентифицировал 355 генов, которые были почти у всех из них. Это, возможно, свидетельствует о том, что эти 355 генов передавались из поколения в поколение с тех пор, как у этих 1930 микробов был общий предок — примерно в то время, когда LUCA был жив.

Среди 355 генов есть некоторые для использования протонного градиента, но не гены для его генерации — в точности, как предсказывали теории Рассела и Мартина.Более того, похоже, что LUCA адаптирована к присутствию химических веществ, таких как метан, что позволяет предположить, что он населял вулканически активную среду — например, вентиляционное отверстие.

Несмотря на это, сторонники RNA World говорят, что у теории вентиляции есть две проблемы. Один потенциально может быть исправлен: другой может быть фатальным.

Первая проблема состоит в том, что нет экспериментальных свидетельств описанных Расселом и Мартином процессов. У них есть пошаговая история, но ни один из шагов не был замечен в лаборатории.

«Люди, которые думают, что репликация была первой, они постоянно предоставляют новые экспериментальные данные», — говорит эксперт по происхождению жизни Армен Мулкиджанян. «Люди, которые предпочитают метаболизм в первую очередь, этого не делают».

Химический состав всех этих молекул несовместим с водой

Это может измениться благодаря коллеге Мартина Нику Лейну из Университетского колледжа Лондона. Он построил «реактор происхождения жизни», который будет имитировать условия внутри щелочной вентиляции. Он надеется наблюдать метаболические циклы и, возможно, даже такие молекулы, как РНК.Но это еще не все.

Вторая проблема — расположение жерл в глубоком море. Как указал Миллер в 1988 году, длинноцепочечные молекулы, такие как РНК и белки, не могут образовываться в воде без ферментов, которые им помогают.

Для многих исследователей это несостоятельный аргумент. «Если у вас есть химический опыт, вы не можете купить идею глубоководных жерл, потому что вы знаете, что химический состав всех этих молекул несовместим с водой», — говорит Мулкиджанян.

Несмотря на это, Рассел и его союзники сохраняют оптимизм.

Но в последнее десятилетие на первый план вышел третий подход, подкрепленный серией необычных экспериментов. Это обещает то, что до сих пор не удалось ни миру РНК, ни гидротермальные источники: способ создать целую клетку с нуля.

Глава 5. Как сделать ячейку

К началу 2000-х годов существовало две основные идеи о том, как могла возникнуть жизнь. Сторонники «Мира РНК» были убеждены, что жизнь началась с самовоспроизводящейся молекулы.Тем временем ученые из лагеря «прежде всего метаболизм» разработали подробный рассказ о том, как жизнь могла зародиться в гидротермальных жерлах в глубоком море. Однако вот-вот выдвинулась третья идея.

Все живое на Земле состоит из клеток. Каждая клетка представляет собой мягкий шарик с жесткой внешней стенкой или «мембраной».

Смысл клетки — хранить вместе все необходимое для жизни. Если внешняя стенка разрывается, кишки выплескиваются наружу и клетка умирает — точно так же, как человеку, которому выпотрошили кишки, как правило, недолго осталось жить.

В условиях жары и бури ранней Земли некоторые сырьевые материалы должны были собраться в грубые клетки

Внешняя стенка клетки настолько важна, что некоторые исследователи происхождения жизни утверждают, что это, должно быть, первое, что возникло. Они считают, что попытки «прежде всего генетика», обсуждаемые в третьей главе, и идеи «прежде всего метаболизм», обсуждаемые в четвертой главе, ошибочны. Их альтернатива — «сначала разделение» — имеет своего чемпиона Пьера Луиджи Луизи из Университета Рома Тре в Риме, Италия.

Рассуждения Луизи просты, и с ними трудно спорить. Как вы могли бы настроить рабочий метаболизм или самовоспроизводящуюся РНК, каждая из которых зависит от наличия большого количества химических веществ в одном месте, если у вас сначала нет контейнера для хранения всех молекул?

Если вы согласитесь с этим, жизнь могла начаться только одним способом. Каким-то образом в жару и бурю ранней Земли некоторые виды сырья должны были собраться в сырые клетки или «протоклетки». Задача состоит в том, чтобы сделать это в лаборатории: создать простую живую клетку.

Луизи может проследить свои идеи вплоть до Александра Опарина и зарождения науки о происхождении жизни в СССР, что обсуждается в первой главе. Опарин подчеркнул тот факт, что некоторые химические вещества образуют капли, называемые коацерватами, которые могут удерживать другие вещества в своих ядрах. Он предположил, что эти коацерваты были первыми протоклетками.

Задача заключалась в том, чтобы сделать протоклетки только из нужного вещества.

Любое жирное или маслянистое вещество будет образовывать капли или пленки в воде.Эти химические вещества в совокупности известны как липиды, и идея о том, что они сформировали первую жизнь, получила название «липидный мир».

Но просто формировать капли недостаточно. Капли должны быть стабильными, они должны иметь возможность делиться, образуя «дочерние» капли, и им нужен хотя бы некоторый контроль над тем, что перемещается в них и из них — и все это без сложных белков, которые современные клетки используют для достижения этих целей. .

Задача заключалась в том, чтобы сделать протоклетки только из нужного материала.Несмотря на то, что Луизи испробовал множество веществ на протяжении десятилетий, ему так и не удалось сделать ничего достаточно реалистичного, чтобы быть убедительным.

Затем в 1994 году Луизи сделал смелое предложение. Он предположил, что первые протоклетки должны были содержать РНК. Более того, эта РНК должна была реплицироваться внутри протоклетки.

Мы встречались на собраниях представителей истоков и обсуждали эти длинные споры.

Это был серьезный вопрос, и это означало отказ от подхода, основанного на чистом разделении.Но у Луизи были веские причины.

Клетка с внешней стенкой, но без генов внутри, не могла ничего сделать. Он мог бы делиться на дочерние клетки, но не мог передавать какую-либо информацию о себе своему потомству. Он мог бы начать развиваться и усложняться, только если бы содержал какие-то гены.

Эта идея скоро получит решающую поддержку в лице Джека Шостака, чью работу над гипотезой мира РНК мы исследовали в третьей главе. В то время как Луизи был членом лагеря, ориентированного на компартментализацию, Шостак поддерживал приоритетность генетики, поэтому в течение многих лет они не встречались во взглядах.

«Мы встречались на встречах по происхождению и обсуждали долгие споры о том, что важнее, а что первым», — вспоминает Шостак. «В конце концов мы поняли, что у клеток есть и то, и другое. Мы пришли к консенсусу, что для происхождения жизни критически важно иметь как компартментализацию, так и генетическую систему».

Шостак и двое его коллег объявили о большом успехе

В 2001 году Шостак и Луизи изложили свои аргументы в пользу этого более унифицированного подхода. В статье Nature они утверждали, что должно быть возможно создавать простые живые клетки с нуля, размещая реплицирующиеся РНК в простом жирном пятне.

Это была драматическая идея, и вскоре Шостак решил вложить деньги туда, где ему было нужно. Рассуждая, что «мы не можем выдвинуть эту теорию без каких-либо подтверждений», он решил начать эксперименты с протоклетками.

Два года спустя Шостак и двое его коллег объявили о большом успехе.

Они экспериментировали с пузырьками: сферическими каплями с двумя слоями жирных кислот снаружи и центральной жидкостью.

Монтмориллонит и подобные ему глины могут иметь важное значение в происхождении жизни

Пытаясь найти способ ускорить создание пузырьков, они добавили маленькие частицы разновидности глины, называемой монтмориллонитом.

Это заставило пузырьки формироваться в 100 раз быстрее. Поверхность глины действовала как катализатор, как и фермент.

Более того, везикулы могут поглощать как частицы монтмориллонита, так и нити РНК с поверхности глины. Эти протоклетки теперь содержали гены и катализатор, все из одной простой установки.

Решение о добавлении монтмориллонита было принято не случайно. Несколько десятилетий работы показали, что монтмориллонит и подобные ему глины могут играть важную роль в происхождении жизни.

Монтмориллонит — обычная глина. В настоящее время его используют для самых разных целей, в том числе для изготовления наполнителя для кошачьих туалетов. Он образуется, когда вулканический пепел разрушается погодой. Поскольку на ранней Земле было много вулканов, вполне вероятно, что монтмориллонита было в изобилии.

Еще в 1986 году химик Джеймс Феррис показал, что монтмориллонит является катализатором, который помогает формированию органических молекул. Позже он обнаружил, что он также ускоряет образование малых РНК.

Это заставило Ферриса предположить, что эта невзрачная глина была местом зарождения жизни.Шостак взял эту идею и реализовал ее, используя монтмориллонит для создания своих протоклеток.

Если протоклетки могли расти, возможно, они также могли бы делиться

Год спустя команда Шостака обнаружила, что их протоклетки могут расти сами по себе.

По мере того, как все больше молекул РНК упаковывалось в протоклетку, внешняя стенка испытывала растущее напряжение. Как будто протоклетка набита желудком и может лопнуть.

Для компенсации протоклетка собрала больше жирных кислот и включила их в свою стенку, что позволило ей набухнуть до большего размера и ослабить напряжение.

Что особенно важно, он взял жирные кислоты из других протоклеток, которые содержали меньше РНК, что привело к их сокращению. Это означало, что протоклетки конкурировали, а те, у которых было больше РНК, побеждали.

Это наводило на мысль о еще более впечатляющем. Если протоклетки могли расти, возможно, они также могли бы делиться. Могут ли протоклетки Шостака воспроизводиться?

Первые эксперименты Шостака показали способ деления протоклеток. Выдавливание их через маленькие отверстия вытягивало их в трубочки, которые затем распадались на «дочерние» протоклетки.

Протоклетки росли и меняли форму, вытягиваясь в длинные, похожие на веревки нити

Это было аккуратно, потому что не задействовался клеточный механизм: просто приложение давления. Но это не было отличным решением, потому что протоклетки потеряли часть своего содержимого в процессе. Это также означало, что первые клетки могли делиться только в том случае, если их проталкивали через крошечные отверстия.

Есть много способов заставить везикулы делиться: например, добавление сильного потока воды, создающего силу сдвига.Хитрость заключалась в том, чтобы заставить протоклетки делиться, не разрывая кишки.

В 2009 году Шостак и его ученик Тин Чжу нашли решение. Они сделали несколько более сложные протоклетки с несколькими концентрическими внешними стенками, немного похожими на слои луковицы. Несмотря на свою сложность, эти протоклетки все же было легко изготовить.

По мере того, как Чжу кормил их все большим количеством жирных кислот, протоклетки росли и меняли форму, превращаясь в длинные, похожие на веревку нити. Как только протоклетка становится достаточно длинной, небольшого усилия сдвига становится достаточно, чтобы разбить ее на десятки маленьких дочерних протоклеток.

Каждая дочерняя протоклетка содержала РНК от родительской протоклетки, и почти вся РНК была потеряна. Более того, протоклетки могут повторять цикл многократно, при этом дочерние протоклетки растут, а затем делятся сами.

В более поздних экспериментах Чжу и Шостак нашли еще больше способов убедить протоклетки разделиться. По крайней мере, этот аспект проблемы вроде бы решен.

Однако протоклетки все еще недостаточно работали. Луизи хотел, чтобы протоклетки содержали реплицирующуюся РНК, но до сих пор РНК просто сидела в них и ничего не делала.

В этих пыльных бумагах были спрятаны ценные ключи.

Чтобы действительно показать, что его протоклетки могли быть первой жизнью на Земле, Шостаку нужно было убедить РНК внутри них воспроизвести себя.

Это будет нелегко, потому что, несмотря на десятилетия попыток, описанных в главе 3, никому не удалось создать РНК, которая могла бы самовоспроизводиться. Это была та самая проблема, которая загнала Шостака в тупик в его ранней работе над «Миром РНК», и которую никому другому не удалось решить.

Итак, он вернулся и перечитал работу Лесли Оргела, который так долго работал над гипотезой мира РНК. В этих пыльных бумагах были похоронены ценные улики.

Оргел провел много 1970-х и 1980-х годов, изучая, как копируются цепи РНК.

Это могло быть так, как первая жизнь копировала свои гены

По сути, это просто. Возьмите одну цепь РНК и пул свободных нуклеотидов. Затем используйте эти нуклеотиды для сборки второй цепи РНК, комплементарной первой.

Например, цепь РНК, которая читается как «CGC», будет производить комплементарную цепь, которая читается как «GCG». Если вы сделаете это дважды, вы получите копию оригинального «CGC» окольным путем.

Оргел обнаружил, что при определенных обстоятельствах цепи РНК могут копироваться таким образом без какой-либо помощи ферментов. Возможно, именно так первая жизнь скопировала свои гены.

К 1987 году Orgel мог взять цепь РНК длиной 14 нуклеотидов и создать дополнительные цепи, длина которых также была 14 нуклеотидов.Больше ему ничего не удавалось, но этого было достаточно, чтобы заинтриговать Шостака. Его ученица Катаржина Адамала пыталась вызвать эту реакцию в протоклетках.

Они построили протоклетки, которые держатся за их гены, принимая полезные молекулы извне.

Они обнаружили, что для работы реакции необходим магний, что было проблемой, потому что магний разрушил протоклетки. Но было простое решение: цитрат, который почти идентичен лимонной кислоте в лимонах и апельсинах и в любом случае содержится во всех живых клетках.

В исследовании, опубликованном в 2013 году, они добавили цитрат и обнаружили, что он цепляется за магний, защищая протоклетки, позволяя продолжить копирование шаблона.

Другими словами, они достигли того, что Луизи предложил в 1994 году. «Мы начали заниматься химией репликации РНК внутри этих везикул жирных кислот», — говорит Шостак.

Всего за десять лет исследований команда Шостака сделала нечто выдающееся.

Они построили протоклетки, которые держатся за свои гены, принимая полезные молекулы извне.Протоклетки могут расти, делиться и даже соревноваться друг с другом. РНК может реплицироваться внутри них. По любым меркам они поразительно похожи на живые.

Подход Шостака пошел вразрез с 40-летней работой над источником жизни

Они также устойчивы. В 2008 году команда Шостака обнаружила, что протоклетки могут выжить при нагревании до 100 ° C — температуры, которая уничтожит большинство современных клеток. Это подтвердило тот факт, что протоклетки были похожи на первые живые существа, которые должны были выдерживать обжигающий жар от постоянных ударов метеоритов.

«Шостак делает большую работу», — говорит Армен Мулкиджанян.

Тем не менее, на первый взгляд, подход Шостака противоречил 40-летним исследованиям происхождения жизни. Вместо того, чтобы сосредоточиться на «сначала репликации» или «компартментализации», он нашел способы добиться того, чтобы и то и другое происходило практически одновременно.

Это вдохновило бы на новый единый подход к происхождению жизни, который пытается запустить все функции жизни одновременно. Эта идея «все в первую очередь» уже накопила множество доказательств и потенциально может решить все проблемы с существующими идеями.

Глава 6. Великое объединение

На протяжении второй половины 20 века исследователи происхождения жизни работали в племенах. Каждая группа предпочитала собственное повествование и по большей части отвергала конкурирующие гипотезы. Этот подход, безусловно, оказался успешным, о чем свидетельствуют предыдущие главы, но каждая многообещающая идея происхождения жизни в конечном итоге наталкивается на серьезную проблему. Итак, несколько исследователей сейчас пробуют более унифицированный подход.

Эта идея получила первый большой импульс несколько лет назад в результате результата, который на первый взгляд, казалось, поддерживал традиционный мир РНК, ориентированный на репликацию.

Все ключевые компоненты жизни могли быть сформированы сразу

К 2009 году у сторонников Мира РНК возникла большая проблема. Они не могли создавать нуклеотиды, строительные блоки РНК, так, как это, вероятно, могло произойти на ранней Земле. Это, как мы узнали из третьей главы, заставляло людей подозревать, что первая жизнь вообще не была основана на РНК.

Джон Сазерленд думал об этой проблеме с 1980-х годов. «Я подумал, если бы вы могли продемонстрировать, что РНК способна самостоятельно собираться, это было бы круто», — говорит он.

К счастью для Сазерленда, он нашел работу в Лаборатории молекулярной биологии (LMB) в Кембридже, Великобритания. Большинство исследовательских институтов заставляют своих сотрудников постоянно публиковать новые открытия, но LMB этого не делает. Таким образом, Сазерленд мог подумать, почему так сложно создать нуклеотид РНК, и потратить годы на разработку альтернативного подхода.

Его решение привело бы его к предложению радикально новой идеи о происхождении жизни, а именно о том, что все ключевые компоненты жизни могут быть сформированы одновременно.

«Были некоторые ключевые аспекты химии РНК, которые не работали», — говорит Сазерленд. Каждый нуклеотид РНК состоит из сахара, основания и фосфата. Но убедить сахар и основу объединиться не удалось. Просто молекулы имели неправильную форму.

Он полагает, что РНК была сильно вовлечена, но это не было единым целым

Итак, Сазерленд начал пробовать совершенно другие вещества.В конце концов его команда остановилась на пяти простых молекулах, включая другой сахар и цианамид, который, как следует из названия, связан с цианидом. Команда провела с этими химическими веществами серию реакций, которые в конечном итоге привели к образованию двух из четырех нуклеотидов РНК, без образования отдельных сахаров или оснований.

Это был головокружительный успех, и он сделал имя Сазерленда.

Многие наблюдатели интерпретировали полученные данные как дополнительные доказательства существования мира РНК. Но сам Сазерленд совсем этого не видит.

«Классическая» гипотеза мира РНК гласит, что у первых организмов РНК отвечала за все жизненные функции. Но Сазерленд говорит, что это «безнадежно оптимистично». Он считает, что РНК была очень вовлечена в процесс, но это не было единым целым.

Молекулы имели просто неправильную форму

Вместо этого он черпает вдохновение из недавней работы Джека Шостака, который, как обсуждалось в пятой главе, сочетает в себе мир РНК, «ориентированный на репликацию», с «компартментализацией» Пьера Луиджи Луизи. первые «идеи».

Но Сазерленд идет дальше. Его подход — «все в первую очередь». Он стремится собрать целую клетку с нуля.

Его первой подсказкой была странная деталь о его синтезе нуклеотидов, которая поначалу казалась случайной.

Последним шагом в процессе Сазерленда было прикрепление фосфата к нуклеотиду. Но он обнаружил, что лучше всего включать фосфат в смесь с самого начала, потому что это ускоряет более ранние реакции.

На первый взгляд, включение фосфата до того, как он был строго необходим, было неприятным занятием, но Сазерленд обнаружил, что этот беспорядок — это хорошо.

Получите достаточно сложную смесь, и все компоненты жизни могут образоваться сразу

Это заставило его задуматься о том, насколько беспорядочными должны быть его смеси. На ранней Земле, должно быть, существовали десятки или сотни химических веществ, плавающих вместе. Звучит как рецепт приготовления осадка, но, возможно, это был оптимальный уровень беспорядка.

Смеси, которые Стэнли Миллер сделал еще в 1950-х годах, которые мы рассмотрели в первой главе, были гораздо более беспорядочными, чем смеси Сазерленда.Они действительно содержали биологические молекулы, но Сазерленд говорит, что они «были в следовых количествах, и они сопровождались огромным количеством других соединений, которые не являются биологическими».

Для Сазерленда это означало, что установка Миллера была недостаточно хороша. Это было слишком грязно, поэтому полезные химические вещества терялись в смеси.

Итак, Сазерленд решил найти «химию Златовласки»: такую, которая не настолько беспорядочная, что становится бесполезной, но также не настолько проста, чтобы ограничивать свои возможности.Получите достаточно сложную смесь, и все компоненты жизни могут сформироваться одновременно, а затем соединиться.

Другими словами, четыре миллиарда лет назад на Земле был пруд. Он оставался там годами, пока смесь химикатов не стала подходящей. Затем, возможно, через несколько минут появилась первая ячейка.

Это может показаться неправдоподобным, как утверждения средневековых алхимиков. Но свидетельств Сазерленда растет. С 2009 года он показал, что тот же химический состав, что и два его нуклеотида РНК, может также создавать многие другие молекулы жизни.

Весь наш подход к происхождению жизни за последние 40 лет был неправильным

Очевидным следующим шагом было создание большего количества нуклеотидов РНК. Ему пока не удалось это сделать, но в 2010 году он создал близкородственные молекулы, которые потенциально могут превращаться в нуклеотиды.

Точно так же в 2013 году он сделал предшественники аминокислот. На этот раз ему нужно было добавить цианид меди, чтобы реакция пошла.

Химические вещества, связанные с цианидами, оказались общей темой, и в 2015 году Сазерленд пошел еще дальше.Он показал, что тот же самый горшок с химическими веществами может также производить предшественники липидов, молекулы, из которых состоят клеточные стенки. Все реакции были вызваны ультрафиолетовым светом, с участием серы и медью для их ускорения.

«Все строительные блоки [возникают] из общего ядра химических реакций», — говорит Шостак.

Эксперименты были слишком чистыми

Если Сазерленд прав, то весь наш подход к происхождению жизни за последние 40 лет был ошибочным.С тех пор, как стала очевидна явная сложность клетки, ученые работали над предположением, что первые клетки должны были создаваться постепенно, по одной части.

Следуя предложению Лесли Оргела о РНК, исследователи «пытались поставить одно перед другим, а затем заставили их изобрести другое», — говорит Сазерленд. Но он считает, что лучший способ — сделать все сразу.

«Мы опровергли идею о том, что слишком сложно сделать все за один раз», — говорит Сазерленд.«Вы, конечно, можете создать строительные блоки для всех систем одновременно».

Шостак теперь подозревает, что большинство попыток создать молекулы жизни и собрать их в живые клетки потерпели неудачу по той же причине: эксперименты были слишком чистыми.

Я действительно вернулся к мысли, что первый полимер был чем-то довольно близким к РНК

Ученые использовали несколько интересующих их химикатов, исключив все остальные, которые, вероятно, присутствовали в ранняя Земля.Но работа Сазерленда показывает, что, добавляя еще несколько химикатов, можно создать более сложные явления.

Шостак испытал это на себе в 2005 году, когда пытался заставить свои протоклетки принимать фермент РНК. Ферменту нужен магний, который разрушает мембраны протоклеток.

Решение оказалось неожиданным. Вместо того, чтобы делать везикулы из одной чистой жирной кислоты, они сделали их из смеси двух. Эти новые нечистые везикулы могли справиться с магнием, а это означало, что они могли стать хозяином для работающих ферментов РНК.

Более того, Шостак говорит, что первые гены тоже могли охватывать беспорядок.

Современные организмы используют чистую ДНК для переноса своих генов, но чистой ДНК, вероятно, сначала не существовало. Это была бы смесь нуклеотидов РНК и нуклеотидов ДНК.

В 2012 году Шостак показал, что такая смесь может собираться в «мозаичные» молекулы, которые выглядят и ведут себя очень похоже на чистую РНК. Эти перемешанные цепи РНК / ДНК могут даже аккуратно сложиться.

Есть одна проблема, которую ни Сазерленд, ни Шостак не нашли решения для

. Это предполагает, что не имеет значения, если первые организмы не могли производить чистую РНК или чистую ДНК.«Я действительно вернулся к мысли, что первый полимер был чем-то очень похожим на РНК, более сложной версией РНК», — говорит Шостак.

Возможно, даже найдется место для альтернатив РНК, которые были приготовлены в лабораториях, таких как TNA и PNA, с которыми мы познакомились в третьей главе. Мы не знаем, существовали ли какие-либо из них когда-либо на Земле, но если да, то первые организмы вполне могли использовать их вместе с РНК.

Это не был мир РНК: это был «Мир Ходжа-Толстяка».

Урок из этих исследований состоит в том, что создание первой ячейки, возможно, было не так сложно, как когда-то казалось.Да, клетки — это сложные машины. Но оказывается, что они все еще работают, хотя и не так хорошо, когда их бросают в заблуждение из того, что есть под рукой.

Казалось бы, такие неуклюжие клетки не выжили бы на ранней Земле. Но у них не было бы большой конкуренции и не было бы угрожающих хищников, так что во многих отношениях жизнь могла быть легче тогда, чем сейчас.

Есть одна проблема, для которой ни Сазерленд, ни Шостак не нашли решения, и это большая проблема.У первого организма должна была быть какая-то форма метаболизма. С самого начала жизнь должна была получить энергию, иначе она бы умерла.

Тогда жизнь могла быть проще, чем сейчас.

В этом пункте, хотя бы ни в чем другом, Сазерленд соглашается с Майком Расселом, Биллом Мартином и другими сторонниками теорий четвертой главы о метаболизме. «Пока ребята из RNA боролись с ребятами из области метаболизма, обе стороны были правы», — говорит Сазерленд.

«Истоки метаболизма каким-то образом должны быть там», — говорит Шостак.«Источник химической энергии будет большим вопросом».

Даже если Мартин и Рассел ошибаются в том, что жизнь зарождается в глубоководных жерлах, многие элементы их теории почти наверняка верны. Один из них — важность металлов для зарождения жизни.

В природе многие ферменты имеют в своей основе атом металла. Часто это «активная» часть фермента, а остальная часть молекулы по существу является опорной структурой. В первой жизни не могло быть этих сложных ферментов, поэтому вместо этого она, вероятно, использовала «голые» металлы в качестве катализаторов.

Жизнь не может начаться в глубоком море

Гюнтер Вехтерсхойзер указал на это, когда предположил, что жизнь формируется на железном пирите. Точно так же Рассел подчеркивает, что воды гидротермальных источников богаты металлами, которые могут действовать как катализаторы, а исследование LUCA Мартином обнаружило много ферментов на основе железа.

В свете этого, это говорит о том, что многие химические реакции Сазерленда зависят от меди (и, кстати, от серы, которую также подчеркивал Вехтершойзер), и что РНК в протоклетках Шостака нуждается в магнии.

Возможно, гидротермальные источники еще будут иметь решающее значение. «Если вы посмотрите на современный метаболизм, там есть все эти действительно наводящие на размышления вещи, такие как кластеры железо-сера», — говорит Шостак. Это соответствует представлению о том, что жизнь зародилась в вентиляционном отверстии или вокруг него, где вода богата железом и серой.

Тем не менее, если Сазерленд и Шостак находятся на правильном пути, один аспект теории вентиляции определенно неверен: жизнь не могла начаться в глубоком море.

«Обнаруженный нами химический состав настолько зависит от УФ [ультрафиолетового света]», — говорит Сазерленд.Единственным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, поэтому его реакции могут происходить только в солнечных местах. «Это исключает сценарий глубоководных источников».

Может быть, жизнь началась на суше, в вулканическом пруду

Шостак соглашается, что морские глубины не были рассадником жизни. «Хуже всего то, что он изолирован от химии атмосферы, которая является источником высокоэнергетических исходных материалов, таких как цианид».

Но эти проблемы не исключают полностью гидротермальные источники.Возможно, вентиляционные отверстия находились просто на мелководье, где до них мог доходить солнечный свет и цианид.

Армен Мулкиджанян предложил альтернативу. Может, жизнь началась на суше, в вулканическом пруду.

Мулкиджанян изучил химический состав клеток: в частности, какие химические вещества они допускают, а какие не пропускают. Оказывается, все клетки, независимо от того, к какому организму они принадлежат, содержат много фосфатов, калия и других металлов, но почти не содержат натрия.

Моим любимым сценарием на данный момент были бы какие-то мелкие озера или пруды на поверхности

В настоящее время клетки достигают этого, закачивая и выкачивая предметы, но первые клетки не могли этого сделать, потому что у них не было бы необходимая техника.Итак, Мулкиджанян предположил, что первые клетки образовались где-то с примерно такой же смесью химических веществ, как и современные клетки.

Это немедленно устраняет океан. Клетки содержат гораздо больше калия и фосфатов, чем когда-либо было в океане, и гораздо меньше натрия.

Вместо этого он указывает на геотермальные пруды, обнаруженные рядом с действующими вулканами. В этих прудах содержится именно тот коктейль металлов, который содержится в клетках.

Шостак фанат. «Я думаю, что мой любимый сценарий на данный момент — это какие-то мелкие озера или пруды на поверхности в геотермически активной зоне», — говорит он.«У вас есть гидротермальные источники, но они не похожи на глубоководные, а больше похожи на те, что есть в вулканических областях, таких как Йеллоустон».

Земля была поражена метеоритами в течение первых полмиллиарда лет своего существования

Химия Сазерленда вполне могла сработать в таком месте. В источниках есть нужные химические вещества, уровень воды колеблется, поэтому некоторые места будут время от времени пересыхать, и есть много ультрафиолетового излучения от Солнца.

Более того, Шостак говорит, что пруды подходят для его протоклеток.

«Протоклетки большую часть времени могут быть относительно холодными, что хорошо для копирования РНК и других видов простого метаболизма», — говорит Шостак. «Но время от времени они ненадолго нагреваются, и это помогает цепям РНК разделиться на части, готовые к следующему раунду репликации». Также будут токи, вызванные потоками горячей воды, которые могут помочь протоклеткам делиться.

Опираясь на многие из тех же аргументов, Сазерленд выдвинул третий вариант: зона падения метеорита.

Земля была поражена метеоритами в течение первых полмиллиарда лет своего существования — и с тех пор периодически на нее падали. Удар приличного размера создаст обстановку, очень похожую на пруды Мулкиджаняна.

Во-первых, метеориты в основном металлические. Зоны воздействия обычно богаты полезными металлами, такими как железо, а также серой. И что особенно важно, удары метеоритов расплавляют земную кору, что приводит к геотермальной активности и горячей воде.

Если окажется, что в одном из сценариев отсутствует ключевое химическое вещество или что-то, что разрушает протоклетки, будет исключено

Сазерленд представляет небольшие реки и ручьи, стекающие по склонам ударного кратера, выщелачивая цианид. химические вещества на основе горных пород, в то время как ультрафиолетовое излучение льется сверху.В каждом потоке будет немного разная смесь химикатов, поэтому будут происходить разные реакции, и будет произведено множество органических химикатов.

Наконец, потоки впадут в вулканический пруд на дне кратера. Это могло быть в таком пруду, где все части сошлись вместе и образовались первые протоклетки.

«Это очень специфический сценарий», — говорит Сазерленд. Но он выбрал его на основании обнаруженных им химических реакций. «Это единственное, что мы можем придумать, совместимое с химией.«

Шостак в любом случае не уверен, но он согласен с тем, что идея Сазерленда заслуживает пристального внимания.» Я думаю, что сценарий столкновения хорош. Я думаю, что идея вулканических систем тоже может сработать. Есть несколько аргументов в пользу каждого ».

На данный момент эти дебаты, похоже, продолжаются. Но это не будет принято по прихоти. Решение будет зависеть от химии и протоклеток. в сценариях отсутствует ключевое химическое вещество или что-то, что разрушает протоклетки, будет исключено.

Это означает, что впервые в истории у нас есть начало исчерпывающего объяснения того, как зародилась жизнь.

«Все выглядит намного более достижимым, — говорит Сазерленд.

Лучшее, что мы можем когда-либо сделать, — это составить историю, которая согласуется со всеми доказательствами.

Пока что подход Шостака и Сазерленда «все и сразу» предлагает только отрывочное повествование. Но те шаги, которые были разработаны, подкреплены десятилетиями экспериментов.

В этой идее также учитывается любой подход к происхождению жизни. Он пытается использовать все их хорошие стороны, в то же время решая все их проблемы. Например, он не столько пытается опровергнуть идеи Рассела о гидротермальных источниках, сколько включить их лучшие элементы.

Мы не можем знать наверняка, что произошло четыре миллиарда лет назад. «Даже если вы сделали реактор и на другой стороне выскочили E. coli … вы все равно не сможете доказать, что мы возникли таким образом», — говорит Мартин.

Лучшее, что мы когда-либо можем сделать, — это составить историю, которая согласуется со всеми доказательствами: с экспериментами по химии, с тем, что мы знаем о ранней Земле, и с тем, что биология открывает о древнейших формах жизни. Наконец, после столетия напряженных усилий, эта история стала очевидной.

Это означает, что мы приближаемся к одному из величайших разделов в истории человечества: разрыв между теми, кто знает историю начала жизни, и теми, кто никогда не узнал.

Некоторые из ныне живущих людей станут первыми в истории, кто сможет честно сказать, что они знают, откуда они пришли

Каждый человек, умерший до того, как Дарвин опубликовал Происхождение видов в 1859 году, не знал о происхождении человечества, потому что они ничего не знали об эволюции.Но все живущие сейчас, за исключением изолированных групп, могут знать правду о нашем родстве с другими животными.

Точно так же каждый, кто родился после того, как Юрий Гагарин облетел Землю в 1961 году, жил в обществе, которое может путешествовать в другие миры. Даже если мы никогда не поедем сами, космические путешествия — это реальность.

Эти факты незаметно меняют наше мировоззрение. Возможно, они делают нас мудрее. Эволюция учит нас ценить все живые существа, потому что они наши кузены. Космические путешествия позволяют нам увидеть наш мир на расстоянии, показывая, насколько он уникален и хрупок.

Некоторые из ныне живущих людей станут первыми в истории, кто сможет честно сказать, что они знают, откуда они пришли. Они узнают, каким был их предок и где он жил.

Эти знания изменят нас. На чисто научном уровне он расскажет нам о вероятности образования жизни во Вселенной и о том, где ее искать. И это расскажет нам кое-что о сущности жизни. Но помимо этого, мы еще не можем знать мудрость, которую откроет происхождение жизни.

Присоединяйтесь к более чем пяти миллионам поклонников BBC Earth, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter и Instagram.

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel и Autos, которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

эволюции человека | История, этапы, временная шкала, дерево, диаграмма и факты

Посмотрите, как изучение эволюции исследует разницу между людьми и обезьянами.

Узнайте об эволюции человека.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц См. Все видеоролики к этой статье

Эволюция человека — процесс, в ходе которого люди развились на Земле из вымерших приматов. С зоологической точки зрения мы, люди, являемся Homo sapiens , культурно-прямостоячим видом, который живет на земле и, скорее всего, впервые появился в Африке около 315 000 лет назад. Сейчас мы единственные живые представители того, что многие зоологи называют человеческим племенем, Hominini, но есть множество ископаемых свидетельств, указывающих на то, что нам на миллионы лет предшествовали другие гоминины, такие как Ardipithecus , Australopithecus , и другие виды Homo , и что наш вид также жил какое-то время одновременно по крайней мере с одним другим членом нашего рода, H.neanderthalensis (неандертальцы). Кроме того, мы и наши предшественники всегда жили на Земле вместе с другими обезьяноподобными приматами, от современной гориллы до давно вымершего Dryopithecus . То, что мы и вымершие гоминины каким-то образом связаны, и что мы и обезьяны, как живые, так и вымершие, тоже так или иначе связаны, принимается антропологами и биологами во всем мире. Тем не менее, точная природа наших эволюционных отношений была предметом дискуссий и исследований с тех пор, как великий британский естествоиспытатель Чарльз Дарвин опубликовал свои монументальные книги О происхождении видов (1859 г.) и Происхождение человека (1871 г.).Дарвин никогда не утверждал, как утверждали некоторые из его викторианских современников, что «человек произошел от обезьян», и современные ученые сочли бы такое утверждение бесполезным упрощением — так же, как они отвергли бы любые популярные представления о том, что некий вымерший вид это «недостающее звено» между людьми и обезьянами. Однако теоретически существует общий предок, который существовал миллионы лет назад. Этот предковый вид не является «недостающим звеном» в родословной, а скорее узловым звеном для дивергенции в отдельные линии.Этот древний примат не был идентифицирован и, возможно, никогда не будет известен с уверенностью, потому что ископаемые отношения неясны даже в пределах человеческой родословной, которая является более поздней. Фактически, человеческое «генеалогическое древо» может быть лучше описано как «семейный куст», внутри которого невозможно связать полный хронологический ряд видов, ведущий к Homo sapiens , с чем могут согласиться эксперты.

человеческое происхождение

Художественное изображение пяти видов человеческого происхождения.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Популярные вопросы

Что такое человек?

Люди — это приматы, имеющие культуру, относящиеся к роду Homo , особенно к виду Homo sapiens . Они анатомически похожи и родственны человекообразным обезьянам (орангутанам, шимпанзе, бонобо и гориллам), но отличаются более развитым мозгом, который позволяет артикулировать речь и рассуждать абстрактно. Люди демонстрируют заметную прямую осанку тела, которая освобождает руки для использования в качестве членов манипуляции.

Когда произошла эволюция человека?

Ответить на этот вопрос сложно, поскольку палеонтологи имеют лишь частичную информацию о том, что и когда произошло. Пока что ученым не удалось обнаружить внезапный «момент» эволюции какого-либо вида, но они могут сделать выводы об эволюционных указателях, которые помогают сформировать наше понимание появления людей. Веские доказательства подтверждают ответвление человеческой линии от той, которая произвела человекообразных обезьян (орангутанов, шимпанзе, бонобо и горилл) в Африке где-то 6-7 миллионов лет назад.Свидетельства создания инструментов датируются примерно 3,3 миллиона лет назад в Кении. Однако возраст самых старых останков рода Homo меньше, чем возраст этой технологической вехи, датируемой примерно 2,8–2,75 миллиона лет назад в Эфиопии. Самые старые известные останки Homo sapiens — собрание фрагментов черепа, полная челюсть и каменные орудия — датируются примерно 315 000 лет назад.

Люди произошли от обезьян?

Нет. Люди — это один из нескольких видов человекообразных обезьян.Люди эволюционировали вместе с орангутанами, шимпанзе, бонобо и гориллами. Все они имеют общего предка около 7 миллионов лет назад.

Классифицируются ли неандертальцы как люди?

Да. Неандертальцы ( Homo neanderthalensis ) были архаичными людьми, появившимися не менее 200 000 лет назад и вымершими, возможно, между 35 000 и 24 000 лет назад. Они производили и использовали инструменты (в том числе лезвия, шила и инструменты для заточки), развили разговорный язык и развили богатую культуру, которая включала строительство очагов, традиционную медицину и захоронение умерших.Неандертальцы также создавали искусство; данные показывают, что некоторые окрашены пигментами природного происхождения. В конце концов, неандертальцев, вероятно, заменили современные люди ( H. sapiens ), но не раньше, чем некоторые представители этих видов скрещивались друг с другом там, где их ареалы пересекались.

Основным источником подробных сведений о пути эволюции человека всегда будут ископаемые образцы. Конечно, клад окаменелостей из Африки и Евразии указывает на то, что, в отличие от сегодняшнего дня, более одного вида нашей семьи жили одновременно на протяжении большей части истории человечества.Можно точно описать природу конкретных ископаемых образцов и видов, а также место, где они были обнаружены, и период времени, когда они жили; но вопросы о том, как жили виды и почему они могли либо вымереть, либо эволюционировать в другие виды, могут быть решены только путем формулирования сценариев, хотя и научно обоснованных. Эти сценарии основаны на контекстной информации, полученной из мест, где были собраны окаменелости. При разработке таких сценариев и заполнении куста человеческой семьи исследователи должны обращаться к большому и разнообразному массиву окаменелостей, а также они должны использовать усовершенствованные методы раскопок и записи, методы геохимического датирования и данные из других специализированных областей, таких как генетика, экология и др. палеоэкология и этология (поведение животных) — короче говоря, все инструменты междисциплинарной науки палеоантропологии.

Эта статья представляет собой обсуждение широкого пути развития человеческого племени от его вероятного зарождения миллионы лет назад в эпоху миоцена (23–5,3 миллиона лет назад [млн лет назад]) до развития основанных на инструментах и ​​символически структурированных современных человеческая культура возникла всего несколько десятков тысяч лет назад, в геологически недавнюю эпоху плейстоцена (примерно от 2,6 миллиона до 11700 лет назад). Особое внимание уделяется ископаемым свидетельствам этой истории и основным моделям эволюции, получившим наибольшее доверие в научном сообществе. См. статью «Эволюция» для полного объяснения эволюционной теории, включая ее основных сторонников как до, так и после Дарвина, пробуждение ею сопротивления и признания в обществе, а также научные инструменты, используемые для исследования теории и доказательства ее достоверности.

То, как мы думали о первых современных людях в Африке, могло быть неправильным

Шерри говорит: «Теперь мы думаем, что огромный ареал из H. sapiens обитал по всему континенту, от Марокко до Южной Африки.Кроме того, все они выглядели по-разному, с широким спектром черт лица и формы черепа.

«Древние H. sapiens , по-видимому, были даже более физически разнообразными, чем сегодняшние популяции в мире, что не соответствует идее о том, что все они произошли из одной маленькой группы».

Согласно новому взгляду на африканский мультирегионализм, некоторые из этих древних людей могли также скрещиваться с архаическими гомининами в Африке, отдельно от встреч с неандертальцами и денисовцами в Евразии.

Доказательства в наших лицах

Мы характеризуем современных людей как людей с маленькими тонкими лицами, выступающим подбородком и округлым черепом.

Эти черты начинают проявляться в разрозненных формах в древней Африке. Самые старые из известных черепов H. sapiens имеют лица, похожие на лица современных людей, но их черепа длинные, а не круглые.

Это говорит о том, что наш характерный круглый череп и мозг эволюционировали в пределах видов H. sapiens , а не у тех, кто пришел раньше.

Некоторые люди предположили, что эти окаменелости с черепами другой формы могли быть просто более ранними, примитивными видами.

Но Скерри, Стрингер и их соавторы утверждают, что линия происхождения H. sapiens насчитывает не менее 500 000 лет и что в ходе эволюции она включала больше примитивных окаменелостей.

Шерри говорит: «Все черты головы, которые характерны для современных людей, не проявлялись до недавнего времени, между 100 000 и 40 000 лет назад.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.