Последовательность возникновения представителей человеческого рода. Антропогенез, расы человека

Эволюционная история человека окончилась формированием вида, качественно отличного от остальных животных, населяющих Землю, однако механизмы и факторы, действовавшие в ходе эволюции предков Homo sapiens, ничем не отличались от механизмов и факторов эволюции любого вида живых существ. Лишь с определенного этапа развития в эволюции человечества социальные факторы стали играть большую роль, чем биологические. Поэтому основные принципы общей теории эволюции вполне приложимы к проблеме антропогенеза. Однако решить все проблемы происхождения человека пока не удалось. Мы не можем детально представить себе процесс становления человечества, хотя основные этапы его становления прослежены достаточно четко. В изучении периодов антропогенеза используются современные археологические методы датировки найденных останков человека. Самое широкое распространение получили радиоизотопные методы (радиоуглеродный калийаргоновый). В последние десятилетия в антропологии широко используются методы геохимии, биохимии, генетики. Основные этапы антропогенеза представлены в таблице 3.

В эволюции человека выделяют 4 основных этапа:

1. проантроп – предшественник человека (Australopithecus – Австралопитек);

2. архантроп – древнейший человек (Homo habilis; Homo erectus);

3. палеоантроп – древний человек (Homo neanderthalensis);

4. неоантроп – современный человек (Homo sapiens).

По современным представлениям приматы произошли от древнейших насекомоядных млекопитающих. Эволюция отряда приматов происходила в третичном периоде кайнозоя. Область их распространения была достаточно обширной, она охватывала Европу, Африку, Индию, Закавказье. Около 30 млн. лет назад в лесах обитали парапитеки. Они вели древесный образ жизни, могли передвигаться и по земле. Возможно, они явились исходным звеном дальнейшей эволюции приматов. Дивергентное развитие шло в направлениях к проплиопитеку и дриопитеку. Первые дали ветвь к современным гиббонам, а дриопитеки дали начало современным гориллам и явились предками шимпанзе. Один из видов дриопитеков явился исходной предковой формой современных гоминид.

Промежуточной формой считают крупных ископаемых обезьян – рамапитеков , живших 10-14 млн. лет назад в Индии. Это были всеядные животные со слабым развитием клыков и длительным периодом детства, предшествующим половому созреванию. Рамапитеки передвигались в

Таблица 3. Основные этапы эволюции человека:

основном на двух ногах. Освободившиеся верхние конечности стали использовать для употребления природных предметов (палок, камней, костей) как орудия труда для добывания пищи и защиты. Параллельно происходило прогрессивное развитие высшей нервной деятельности.

Непосредственным предшественником человека считаются древние приматы- австралопитеки – южные обезьяны. Впервые их описал Р. Дарт в 1924 г. Строение скелета австралопитеков имеет большее сходство с человеком, чем с современными человекообразными обезьянами. Передвигались они на двух ногах и, в основном, были правшами. Руки использовались как орган труда, но пользовались готовыми природными орудиями. Австралопитеки представляли довольно разнообразную группу. Выделяют австралопитека африканского (Australopithecus africanus), австралопитека афарского (Ausntralopithecus afarensis), австралопитека могучего (Australopithecus robustus).Обзор новейших находок свидетельствует, что в процессе перехода от австралоптековых к человеку можно видеть как бы вспышку формообразования. Многие из предков сосуществуют с потомками – с человеком. Колыбелью его оказалась Восточная и Южная Африка. Ископаемые останки предчеловека отсутствуют в Западной и Экваториальной Африке. Здесь обитали и до сих пор обитают его близкие сородичи – шимпанзе и гориллы.

В 1959-1960 г.г. антропологи супруги Лики в Танзании обнаружили череп высшего примата более прогрессивного, чем австралопитеки. Здесь же были найдены примитивные каменные орудия из галек, обработанных сколом под одним углом (олдувайская культура). Возраст этого примата около 1,75-2,0 млн. лет. Ему было дано видовое название Homo habilis – Человек умелый, поскольку способность производить искусственные орудия не присуща ни одному виду животных.

В течение длительного периода эпохи антропогена на обширной территории Восточного полушария существовали древнейшие люди – архантропы. Первая находка костных остатков была сделана на о. Ява голландским врачом и анатомом Э. Дюбуа в 1891-1893 гг. К ним относят питекантропа, синантропа, гейдельбергского человека. Наиболее ранние формы появились около 700 тыс. лет назад, накануне великих материковых оледенений. В настоящее время всех их объединяют в один вид Homo erectus – человек прямоходящий. Они пользовались огнем и каменными орудиями, вели коллективную охоту, обладали примитивной речью (ашельская культура). Древнейшие люди широко расселились по Земле, занимая территории Европы, Африки, Азии. Несмотря на значительный прогресс Homo erectus, эволюция архантропов направлялась исключительно биологическими факторами, включающими жесткий естественный отбор и жестокую внутривидовую борьбу за существование.

Предшественником современного человека в Западной Европе был неандерталец (палеоантроп) – Homo neandertalensis, который один населял эту область во время первого вюрмского оледенения (70-40 тыс. лет назад). Ископаемые остатки его были найдены в долине реки Неандерталь близ Дюссельдорфа в Германии в 1848 г., и относятся к периоду среднего палеолита около 200 тыс. лет назад. Классический неандерталец имел крупный мозг. На Homo erectus неандерталец был еще несколько похож своими мощными надглазничными валиками и покатым лбом. У него был четко выраженный затылочный бугор, к которому крепились шейные мышцы. Широкая лицевая часть сильно выдвинута вперед. Они были невысокого роста мускулисты и коренасты. Физические данные и передовые технические приемы позволяли им существовать в условиях холодного климата. Несмотря на это около 30 тыс. лет назад эта группа, очевидно, вымерла. Некоторые ученые считают, что они были уничтожены новым современным типом человека, или могли скреститься с ним.

Неандертальцы обитали также в Юго-Западной Азии и, возможно, в Африке, но у некоторых из них отсутствовали те грубоватые черты, которые были характерны для классической европейской формы. Орудия неандертальцев называются мустьерскими по находкам в пещере Ле-Мустье во Франции. Они явились шагом вперед по сравнению с более ранними культурами рубил и чопперов. К основным нововведениям относятся разнообразные специализированные, тонко отделанные каменные орудия. Их изделия могли служить различным целям: для забоя дичи, свежевания и разделки туш, изготовления деревянных орудий и одежды.

Европейские неандертальцы смогли пережить суровые зимы ледникового периода благодаря тому, что создавали для себя теплый микроклимат с помощью одежды и обогреваемых жилищ. Захоронения, ритуалы и зачатки искусства говорят о том, что неандертальцы в большей степени обладали самосознанием, общественными интересами и в целом были более способны к абстрактному мышлению, чем их предок Homo erectus.

По-видимому, классические неандертальцы были тупиковой ветвью в родословной человека, однако, не будучи отделенными от прогрессивных форм палеоантропов видовым репродуктивным барьером, они могли частично сливаться с последними. Полагают, что предками современного человека были прогрессивные формы неандертальцев, костные остатки были найдены на Ближнем Востоке в Палестине. Более благоприятной для обитания была и область Средиземноморья. Здесь интенсивно шла прогрессивная эволюция, о чем свидетельствуют находки в пещерах горы Кармел. В строении их черепа сочетаются некоторые типичные особенности неандертальцев (выступающий надглазничный валик, значительная ширина затылка) с чертами нового, современного человека (более прямой лоб, выступающий подбородок, более высокий свод черепа). Некоторые представители азиатских и африканских неандертальцев имели более прямые и тонкие конечности, менее выраженные надглазничные валики и укороченные, менее массивные черепа. Примерно 40 тыс. лет назад последние неандертальцы Юго-Западной Азии, очевидно, существовали одновременно с людьми современного типа.

Люди современного типа – неоантропы появились в верхнем палеолите (100-50 тыс. лет назад). Согласно компромиссной теории, современный человек появился в одном месте, но его скрещивание с более древними местными формами привело к возникновению современных рас. Наиболее ранними представителями их являются кроманьонцы (найдены на территории Франции в гроте Кро-Маньон в 1868 г.). Эта ранняя форма Homo sapiens (Человек разумный) характеризовалась крупными размерами черепа (около 1400 см 3), развитием лобной части, отсутствием надглазничных валиков, выступающим вперед подбородком. Средний рост около 180 см., кости скелета более массивные, чем у современного человека. По сравнению с неандертальцами у кроманьонцев более удлиненный период детства, что требовало более совершенных форм его организации и давало возможность обучения и других социальных форм наследования. Между палеоантропами и неоантропами ясно виден качественный скачок в развитии не только физического типа, но и материальной культуры и общественных отношений.

В этот период появляются сложные составные орудия – наконечники дротиков, кремневые вкладыши, копьеметалки. Появляются инструменты для производства орудий. Это указывает на высокий интеллект и сознание. Возникает искусство:на стенах пещер найдены рисунки животных, групповые композиции, сцены охоты. Пещерная живопись отличается реализмом, динамичностью. Появляются и скульптурные изображения животных и птиц, женские статуетки. На стоянках верхнего палеолита найдены погребения с положенными в могилу предметами с богатыми украшениями. Следовательно, у людей этой эпохи существовали сложные идеологические представления, отразившиеся в обрядах.

Для первобытнообщинного строя характерна родовая организация. Совершенствуя материальную культуру, человек все лучше приспосабливался к окружающей среде, ограждая себя от неблагоприятных условий. Все большее влияние стали оказывать не биологические, а социальные факторы.

По ископаемым остаткам нельзя установить, почему наш подвид оказался столь удачливым. И действительно, свыше 10 тыс. лет назад, в эпоху палеолита, наши предки еще бродили стадами, занимаясь охотой и собирательством. И все же они смогли освоить все континенты, за исключением Антарктиды, и создали такие орудия, технические приемы и новые формы поведения, которым предстояло в корне преобразовать образ жизни людей и вызвать резкое повышение численности населения.

Государственная (итоговая) аттестация 2012 года (в новой форме) по БИОЛОГИИ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные

программы

Демонстрационный вариант

контрольных измерительных материалов для проведения в 2012 году государственной (итоговой) аттестации

(в новой форме) по БИОЛОГИИ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы основного общего образования

подготовлен Федеральным государственным научным учреждением «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»

Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов для проведения

в 2012 году государственной (итоговой) аттестации (в новой форме) по БИОЛОГИИ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы основного общего образования

Пояснения к демонстрационному варианту экзаменационной работы

При ознакомлении с демонстрационным вариантом 2012 г. следует иметь в виду, что задания, включённые в демонстрационный вариант, не отражают всех элементов содержания, которые будут проверяться с помощью вариантов КИМ в 2012 г. Полный перечень элементов содержания, которые могут контролироваться на экзамене 2012 г., приведён в кодификаторе элементов содержания экзаменационной работы для выпускников IX классов общеобразовательных учреждений по биологии, размещённом на сайте: www.fipi.ru.

Демонстрационный вариант предназначен для того, чтобы дать возможность любому участнику экзамена и широкой общественности составить представление о структуре экзаменационной работы, числе и форме заданий, а также об их уровне сложности. Приведённые критерии оценивания выполнения заданий с развёрнутым ответом, включённые в демонстрационный вариант экзаменационной работы, позволят составить представление о требованиях к полноте и правильности записи развёрнутого

ответа. Эти сведения дают выпускникам возможность выработать стратегию подготовки к сдаче экзамена по биологии.

Демонстрационный вариант 2012 года Инструкция по выполнению работы

На выполнение экзаменационной работы по биологии даётся 2 часа 20 минут (140 минут). Работа состоит из 3-х частей, включающих 31 задание.

Часть 1 содержит 24 задания (А1–А24). К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, из которых только 1 верный. При выполнении заданий части 1 обведите кружком номер выбранного ответа в экзаменационной работе. Если Вы обвели не тот номер, то зачеркните этот обведенный номер крестиком и затем обведите номер правильного ответа.

Часть 2 включает 4 задания с кратким ответом (В1–В4). Для заданий части 2 ответ записывается в экзаменационной работе в отведённом для этого месте. В случае записи неверного ответа зачеркните его и запишите рядом новый.

Часть 3 содержит 3 задания (С1–С3), на которые следует дать развёрнутый ответ. Задания выполняются на отдельном листе.

При выполнении заданий Вы можете пользоваться черновиком. Обращаем Ваше внимание, что записи в черновике не будут учитываться при оценке работы.

Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. Для экономии времени пропускайте задание, которое не удаётся выполнить сразу, и переходите к следующему. Если после выполнения всей работы у Вас останется время, Вы сможете вернуться к пропущенным заданиям.

Баллы, полученные Вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.

Желаем успеха!

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

A5 Что происходит в листьях при дыхании?

1) поглощается углекислый газ

2) образуются органические вещества

3) выделяется кислород

4) освобождается энергия

A6 Тип беспозвоночных, у представителей которого впервые в животном мире появилась сквозная пищеварительная система, –

1) Плоские черви

2) Членистоногие

3) Круглые черви

4) Кольчатые черви

A7 Какую функцию выполняют воздушные мешки у птиц?

1) уменьшают плотность тела птицы

2) помогают ориентации птицы в полёте

3) способствуют накоплению кислорода в организме

4) обеспечивают движение крови по сосудам

A8 Кому из представителей рода Человек принадлежат представленные изображения наскальных рисунков?

1) кроманьонцу

2) питекантропу

3) австралопитеку

4) неандертальцу

A9 Что из перечисленного является органом тела человека?

1) сердечная мышца

2) двенадцатиперстная кишка

3) реснитчатый эпителий

4) нейрон

A10 Нервные узлы в нервной системе человека относят к её

1) коре больших полушарий

2) центральному отделу

3) периферическому отделу

4) подкорковым ядрам

A11 Какой сустав изображён на рентгеновском снимке?

1) тазовый

2) коленный

3) плечевой

A12 Часто на спецодежде военнослужащих, спасателей, пожарных, охранников можно встретить специальные нашивки. Что обозначает нашивка, приведённая в задании?

1) резус-отрицательная

2) у её обладателя вторая группа крови, резус-положительная

3) резус-отрицательная

4) у её обладателя третья группа крови, резус-положительная

A13 Обратному движению крови из желудочков в предсердия сердца препятствует(-ют)

1) околосердечная сумка

2) створчатые клапаны

3) перегородка сердечной мышцы

4) полулунные клапаны

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

A14 Какой процесс происходит в анатомическом образовании, изображённом на рисунке?

1) освобождение от ядовитых веществ пищи

2) всасывание питательных веществ

3) фильтрация крови

4) обмен газами

A16 Обонятельные рецепторы в организме человека расположены в

1) полости рта

2) области мягкого нёба

3) гайморовых пазухах

4) носовой полости

A17 На рисунках (1–3) датского карикатуриста Х. Битструпа изображена реакция человека, которому на шляпу сел случайный прохожий. Определите по внешней реакции человека тип его темперамента.

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

A18 В какой части глазного яблока происходит фокусировка изображения у людей, страдающих дальнозоркостью?

1) в области жёлтого пятна

2) за сетчаткой

3) в области слепого пятна

4) перед сетчаткой

A19 Что необходимо сделать, чтобы освободить дыхательные пути пострадавшего от воды?

1) придать пострадавшему сидячее положение, а под голову положить валик

2) положить пострадавшего на колено спасающего лицом вниз и надавить на спину

3) наложить на грудную клетку давящую повязку и приподнять ноги пострадавшего

4) положить на грудь пострадавшего тёплую грелку и завернуть его в одеяло

A20 Для зайца-беляка абиотическим фактором является

1) лисица

2) ель

3) снег

4) человек

A21 Какая из приведённых пищевых цепей составлена правильно?

1) листовой опад → дождевой червь → крот → лисица

2) дождевой червь → листовой опад → крот → лисица

3) листовой опад → крот → лисица → дождевой червь

4) лисица → крот → дождевой червь → листовой опад

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Изучите график зависимости интенсивности обмена веществ от величины беговой дистанции, на которую бежит легкоатлет. (По оси х отложена длина дистанции, а по осиу – интенсивность обмена веществ.) Какое из приведённых ниже описаний интенсивности обмена наиболее точно описывает данную зависимость?

1) снижается, достигая своего минимального значения, после чего также резко растёт

2) резко растёт, достигая своего максимального показателя, после чего также резко снижаётся

3) резко снижается, после чего выходит на постоянные показатели

4) на всём своём протяжении плавно снижается, достигая минимальных показателей

Направляющим фактором эволюции является

1) мутационная изменчивость

2) модификационная изменчивость

3) географическая изоляция

4) естественный отбор

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

При выполнении заданий с кратким ответом (В1–В4) запишите ответ так, как указано в тексте задания.

B1 Что из перечисленного может стать причиной возникновения СПИДа? Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) пользование общественным туалетом

2) поцелуй в щёку больного СПИДом

3) нахождение за одной партой с больным СПИДом

4) пользование чужой зубной щеткой

5) переливание крови

6) прокалывание ушей

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Для ответов на задания С1–С3 используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем ответ к нему.

C1 При повышении температуры окружающей среды во избежание перегрева у организма человека возрастает теплоотдача. Какими способами она осуществляется?

Прочитайте текст и выполните задание C2.

УДОБРЕНИЯ

Минеральные удобрения, в отличие от органических, обладают кратковременным действием, поэтому их вносят перед посевом семян или одновременно с ними, а также в период роста растений в виде подкормки. Калийные (зола) и азотные (селитра) удобрения быстро растворяются в воде, проникают в почву и поглощаются корнями растений. Их вносят в почву весной. Фосфорные удобрения, например суперфосфат, обладают плохой растворимостью, поэтому их вносят в почву осенью. Минеральные удобрения оказывают разное влияние на рост и развитие растений. Калийные удобрения усиливают отток органических веществ от листьев к корнеплодам и корням. Азотные удобрения стимулируют рост побегов с листьями и почками. Внесение фосфорных удобрений влияет на цветение, повышает вероятность оплодотворения, ускоряет созревание плодов и семян.

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Пользуясь таблицей «Сравнительный состав плазмы крови, первичной и вторичной мочи организма человека», ответьте на следующие вопросы.

Сравнительный состав плазмы крови, первичной и вторичной мочи организма человека (в %)

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Система оценивания экзаменационной работы по биологии Часть 1

За верное выполнение каждого из заданий А1–А24 выставляется 1 балл.

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ С РАЗВЁРНУТЫМ ОТВЕТОМ

Задания этой части оцениваются в зависимости от полноты и правильности ответа.

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

УДОБРЕНИЯ

Почва – верхний слой земли, обладающий плодородием. От него зависит урожайность возделываемых культур. Однако каждый год вместе с урожаем человек выносит из почвы какое-то количество минеральных веществ. Чтобы восполнить их содержание, в почву вносят органические и минеральные удобрения.

Органические удобрения не только обогащают почву необходимыми веществами, но и улучшают её структуру, удерживают в почве влагу. По своему составу органические удобрения комплексные, так как содержат все необходимые растению химические элементы, но в виде органических соединений. Эти соединения переходят в доступные для растений растворённые в воде минеральные вещества благодаря деятельности почвенных бактерий. Например, достаточно один раз внести в почву перегной, чтобы на несколько лет обеспечить её плодородие.

Минеральные удобрения, в отличие от органических, обладают кратковременным действием, поэтому их вносят перед посевом семян или одновременно с ними, а также в период роста растений в виде подкормки. Калийные (зола) и азотные (селитра) удобрения быстро растворяются в воде, проникают в почву и поглощаются корнями растений. Их вносят в почву весной. Фосфорные удобрения, например суперфосфат, обладают плохой растворимостью, поэтому их вносят в почву осенью. Минеральные удобрения оказывают разное влияние на рост и развитие растений. Калийные удобрения усиливают отток органических веществ от листьев к корнеплодам и корням. Азотные удобрения стимулируют рост побегов с листьями и почками. Внесение фосфорных удобрений влияет на цветение, повышает вероятность оплодотворения, ускоряет созревание плодов и семян.

При внесении удобрений необходимы осторожность и точные знания о потребностях растений и запасе питательных веществ в почве. «Перекорм» растений так же вреден, как и недостаток каких-либо питательных веществ.

C2 Используя содержание текста «Удобрение» ответьте на следующие вопросы.

1. Что понимается в тексте под плодородием?

2. Органические и минеральные удобрения оказывают влияние на почву. В чём их влияние сходно, а в чём различается?

3. Фермер хочет получить максимальный урожай моркови и поэтому решил внести в почву удобрения. Он приобрёл золу и перегной. Какое из этих удобрений необходимо внести в почву осенью, а какое – весной, перед посадкой семян моркови? Ответ обоснуйте.

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Концентрация какого вещества практически остаётся неизменной по мере превращения плазмы крови во вторичную мочу? Какое вещество и почему отсутствует в составе вторичной мочи по сравнению с первичной?

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

© 2012 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

На сегодняшний день не имеется точной гипотезы о том, как и где, появились древние предки человека . Большинство ученых придерживается мнения об общем пращуре у человека и обезьяны. Считается, что где-то 5-8 млн. лет назад, эволюция человекоподобных обезьян пошла в двух самостоятельных направлениях. Какая-то их доля осталась жить в животном мире, а остальная, спустя миллионы лет, превратилась в людей.

Рис. 1 - Эволюция человека

Дриопитек

Одним из древних предков человека является дриопитек «древесная обезьяна» (рис. 2), который проживал в Африке и Европе 25 млн. лет назад. Вёл стадный образ жизни, был поразительно похож на современного шимпанзе. Из-за того, что постоянно жил на деревьях, его передние конечности могли поворачиваться в любую сторону, что сыграло немаловажную роль в дальнейшем формировании человека.

Особенности дриопитеков:

• развитые верхние конечности способствовали появлению умения манипулировать предметами;
• улучшилась координация, сформировалось цветное зрение. Произошел переход из стадного в общественный образ жизни, в итоге этого начали развиваться речевые звуки;
• увеличился размер мозга;
• тонкий слой эмали на зубах дриопитека указывает на преобладание в его питании пищи растительного происхождения.

Рис. 2 - Дриопитек - ранний предок человека

Останки австралопитека (рис. 3) были обнаружены в Африке. Обитал примерно 3-5,5 млн. лет назад. Ходил на ногах, но руки были намного длиннее, чем у современного человека. Климат Африки постепенно изменялся, становился суше, что повлекло за собой уменьшение лесов. Большая половина человекообразных приспособилась к новым жизненным условиям на открытом пространстве. Из-за жаркого климата, древние предки человека , в основном стали передвигаться на ногах, что спасало их от перегрева солнца (площадь спины намного больше макушки головы). В результате это привело к уменьшению потоотделения, тем самым снизилось употребление воды.

Особенности австралопитеков:

• умел использовать примитивные предметы труда: палки, камни и так далее;
• головной мозг был в 3 раза меньше мозга современного человека, но намного больше мозга крупных обезьян нашего времени;
• отличался невысоким ростом: 110-150 см, а масса тела могла быть от 20 до 50 кг;
• употреблял растительную и мясную пищу;
• добывал себе пропитание, используя для этого самолично сделанные орудия труда;
• срок жизни - 18-20 лет.

Рис. 3 - Австралопитек

(рис. 4) обитал приблизительно 2-2,5 миллиона лет назад. Осанка его фигуры была очень близка к человеческой. Передвигался в прямом положении, от этого и получил второе свое название - «человек прямоходящий». Место обитания Африка, а также некоторые места Азии и Европы. В Олдувайском ущелье (Восточная Африка) рядом с останками человека «умелого» были обнаружены вещи из частично обработанной гальки. Это говорит о том, что древние предки человека того времени уже умели создавать несложные предметы труда и охоты, и выбирать сырье для их изготовления. Предположительно является прямым потомком австралопитека.

Особенности человека «умелого»:

• размер головного мозга - 600 см²;
• лицевая часть черепа стала меньше, уступая свое место мозговой части;
• зубы не сильно крупные, как у австралопитека;
• был всеядным;
• стопа приобрела свод, что способствовало лучшей ходьбе на двух конечностях;
• кисть руки стала более развитой, тем самым расширились ее хватательные способности, а сила захвата возросла;
• хотя гортань еще и не умела воспроизводить речь, отдел мозга, отвечающий за это, окончательно сформировался.

Рис. 4 - Человек «умелый»

Человек прямоходящий

Другое название - Эректус (рис. 5). Без сомнения считается представителем человеческого рода. Существовал 1 млн. - 300 лет назад. Свое название получил от окончательного перехода к прямой ходьбе.

Особенности человека прямоходящего:

• обладал умением речи и абстрактно мыслить;
• умел создавать достаточно сложные предметы труда, обращаться с огнем. Существует предположение, что прямоходящий человек мог добывать огонь самостоятельно;
• внешним видом напоминает черты современных людей. Однако имеются значительные отличия: стенки черепа достаточно толстые, лобная кость располагается ниже и имеет массивные надглазные выступы. Тяжелая нижняя челюсть более крупная, а подбородочный выступ почти незаметен;
• самцы были намного крупнее самок;
• рост около 150-180 см, размер мозга увеличился до 1100 см³.

Образ жизни прямоходящего предка человека заключался в охоте и собирании съедобных растений, ягод, грибов. Обитал социальными группами, что способствовало формированию речи. Возможно, был вытеснен неандертальцем 300 тыс. лет назад, но данная версия не имеет твердых аргументов.

Рис. 5 - Эректус

Питекантроп

Питекантроп - по праву считается одним из древних предков человека. Это одна из разновидностей прямоходящего человека. Ореол обитания: Юго-восточная Азия, жил около 500-700 тыс. лет назад. Останки «обезьяночеловека» впервые были найдены на острове Ява. Предполагается, что он не является прямым предком современного человечества, скорее всего его можно считать нашим «кузином».

Синантроп

Еще один вид человека «прямоходящего». Существовал 600-400 тыс. лет назад на нынешней территории Китая. Синантропы - сравнительно развитые древние предки человека.

Представитель человеческого рода, ранее его считали подвидом человека «разумного». Область его обитания - Европа и Северная Африка более 100 тыс. лет назад. Период жизни неандертальцев припало как раз на ледниковый период, соответственно, в суровых климатических условиях им нужно было заботиться об изготовлении одежды и постройке жилья. Основная пища - мясо. Не относится к прямому родству человека разумного, но вполне мог жить рядом с кроманьонцами, что способствовало их обоюдному скрещиванию. Некоторые ученые считают, что между неандертальцами и кроманьонцами велась постоянная борьба, что привело к вымиранию неандертальцев. Предполагается, что оба вида охотились друг на друга. Неандертальцы (рис. 6) обладали массивным, крупным телосложением, по сравнению с кроманьонцами.

Особенности неандертальцев:

• размер мозга - 1200-1600 см³;
• рост - примерно 150 см;
• из-за большого мозга, череп имел вытянутую назад форму. Правда, лобная кость располагалась низко, скулы имели широкую форму, а сама челюсть была крупной. Подбородок имел слабо выраженный характер, а надбровный валик отличался внушительным выступом.

Рис. 6 - Неандерталец

Неандертальцы вели культурную жизнь: при раскопках были обнаружены музыкальные инструменты. Также присутствовала и религия, на что указывают особые обряды на похоронах своих единоплеменников. Существуют доказательства того, что эти древние предки человека обладали медицинскими знаниями. Например, умели излечивать переломы.

Прямой потомок человека «разумного». Существовал примерно 40 тыс. лет назад.

Особенности кроманьонцев (рис. 7):

• имел более развитую человеческую внешность. Отличительные черты: достаточно высокий прямой лоб, отсутствие надбровного валика, подбородочный выступ более яркой формы;
• рост - 180 см, но масса тела намного меньше, чем у неандертальцев;
• размер головного мозга составлял 1400—1900 см³;
• владел четкой речью;
• считается основателем первой настоящей людской ячейки;
• жил группами по 100 человек, так сказать, родовыми общинами, строя первые селения;
• занимался постройкой шалашей, землянок, используя для этого шкуры убитых животных. Создавал одежду, предметы быта и орудия охоты;
• знал земледелие;
• на охоту отправлялся группой одноплеменников, преследуя и загоняя животное в подготовленную ловушку. Со временем научился одомашнивать животных;
• имел свою высокоразвитую культуру, которая сохранилась до наших дней в виде наскальных рисунков и скульптур из глины;
• проводил ритуалы во время захоронения сородичей. Из этого вытекает, что кроманьонцы, как и неандертальцы, верили в другую жизнь после смерти;

Наука официально считает, что именно кроманьонец является прямым потомком современных людей.

Более подробно древние предки человека будут рассмотрены в следующих лекциях.

Рис. 7 - Кроманьонец

Сложности классификации

Казалось бы, никаких проблем с классификацией вида животного, известного как Homo sapiens sapiens (человек разумный),возникнуть не должно. Казалось бы, чего проще? Он относится к хордовым (подтип позвоночные), к классу млекопитающих, отряду приматов (человекообразных). Если более подробно, то его семейство - гоминиды. Итак, род его - человек, вид - разумный. Но возникает вопрос: чем он отличается от других? Хотя бы от тех же неандертальцев? Являлись ли вымершие виды людей такими уж неразумными? Можно ли назвать неандертальца дальним, но прямым предком человека нашего времени? А может, эти два вида существовали параллельно? Скрещивались ли они, дав совместное потомство? Пока не будет проведена работа по изучению генома этих таинственных Homo sapiens neanderthalensis, ответа на этот вопрос не будет.

Где появился вид «человек разумный»?

Большинство ученых считает, что общий предок всех людей как современных, так и исчезнувших неандертальцев, появился в Африке. Там в эпоху миоцена (это приблизительно шесть или же семь миллионов лет тому назад) из гоминидов отделилась группа видов, впоследствии эволюционировавшая до рода Homo. Прежде всего, основанием такой точки зрения явилась находка древнейших останков человека, названного австралопитеком. Но вскоре были открыты другие находки древнейших людей - синантропа (в Китае) и Homo heidelbergensis (в Европе). Были ли это разновидности одного и того же рода?

Все ли они были предками современных людей или тупиковыми ветвями развития эволюции? Так или иначе, а человек разумный появилсянамного позже - сорок или сорок пять тысяч лет назад, во времена палеолита. И революционным отличием гомо сапиенса от прочих гоминид, передвигающихся на задних конечностях, было то, что он изготовлял орудия труда. Предки же его, впрочем, как и некоторые современные обезьяны, только использовали подручные средства.

Тайны родового древа

Еще 50 лет назад в школе учили, что человек разумныйпроизошел от неандертальца. Его часто представляли в образе волосатого полуживотного, со скошенным черепом и выступающей челюстью. А гомо неандерталес, в свою очередь, эволюционировал от питекантропа. Его же советская наука изображала почти обезьяной: на полусогнутых ногах, полностью покрытого шерстью. Но если с этим древнейшим предком всё более-менее ясно, то отношения гомо сапиенса сапиенса и неандертальца куда более запутанные. Оказывается, оба этих вида какое-то время существовали в одно и то же время и даже на одних территориях. Таким образом, гипотеза происхождения человека разумного от неандертальцев требует дополнительных доказательств.

Принадлежал ли Homo neanderthalensis к виду «человек разумный»?

Более тщательное исследование захоронений этого вида показало, что неандерталец был полностью прямоходящим. К тому же у этих людей была членораздельная речь, орудия труда (каменное зубило), религиозные культы (в том числе и погребальные), примитивное искусство (украшения). Однако его отличал от современного человека ряд особенностей. К примеру, отсутствие подбородочного выступа, что позволяет судить о том, что речь таких людей была недостаточно развита. Находками подтверждаются следующие факты: неандерталец возник сто пятьдесят тыс. лет назад и процветал до 35-30 тысяч лет до нашей эры. То есть это произошло в тот период, когда уже появился и четко оформился вид «человек разумный сапиенс». Полностью же исчез «неандерталец» лишь в эпоху последнего оледенения (Вурмского). Что послужило причиной его гибели (ведь смена климатических условий затронула лишь Европу), сказать сложно. Возможно, легенда о Каине и Авеле имеет более глубокие корни?

Антропогенез (греч. anthropos человек, génesis происхождение), частьбиологической эволюции , которая привела к появлению вида Homo sapiens, отделившегося от прочихгоминид ,человекообразных

обезьян иплацентарных млекопитающих . Это процесс историко-эволюционного формирования физического типачеловека , первоначального развития еготрудовой деятельности ,речи , а такжеобщества .

Этапы эволюции человека

Ученые утверждают, что современный человек произошел не от современных человекообразных обезьян, для которых характерна узкая специализация (приспособление к строго определенному образу жизни в тропических лесах), а от вымерших несколько миллионов лет тому назад высокоорганизованных животных - дриопитеков.

По данным палеонтологических находок (ископаемых остатков), около 30 млн. лет назад на Земле появились древние приматы парапитеки, жившие на открытых пространствах и на деревьях. Их челюсти и зубы были подобны челюстям и зубам человекообразных обезьян. Парапитеки дали начало современным гиббонам и орангутангам, а также вымершей ветви дриопитеков. Последние в своем развитии разделились на три линии: одна из них привела к современной горилле, другая - к шимпанзе, а третья - к австралопитеку, а от него - к человеку. Родство дриопитека с человеком установлено на основе изучения строения его челюсти и зубов, обнаруженных в 1856 г. во Франции. Важнейшим этапом на пути превращения обезьяноподобных животных в древнейших людей было появление прямохождения. В связи с изменением климата и изреживанием лесов наступил переход от древесного к наземному образу жизни; чтобы лучше обозревать местность, где у предков человека было много врагов, им приходилось вставать на задние конечности. В дальнейшем естественный отбор развил и закрепил прямохождение, и, как следствие этого, руки освободились от функций опоры и передвижения. Так возникли австралопитеки - род, к которому относятся гоминиды (семейство людей) .

Австралопитеки

Австралопитеки - высокоразвитые двуногие приматы, использовавшие предметы естественного происхождения в качестве орудий (следовательно, австралопитеков еще нельзя считать людьми). Костные остатки австралопитеков впервые обнаружены в 1924 г. в Южной Африке. Они были ростом с шимпанзе и массой около 50 кг, объем мозга достигал 500 см3 - по этому признаку австралопитек стоит ближе к человеку, чем любая из ископаемых и современных обезьян.

Строение тазовых костей и положение головы было сходно с таковыми человека, что свидетельствует о выпрямленном положении тела. Они жили около 9 млн. лет тому назад в открытых степях и питались растительной и животной пищей. Орудиями их труда были камни, кости, палки, челюсти без следов искусственной обработки.

Человек умелый

Не обладая узкой специализацией общего строения, австралопитеки дали начало более прогрессивной форме, получившей название Homo habilis - человек умелый. Костные остатки его были обнаружены в 1959 г. в Танзании. Возраст их определен примерно в 2 млн. лет. Рост этого существа достигал 150 см. объем головного мозга был на 100 см3 больше, чем у австралопитеков, зубы человеческого типа, фаланги пальцев как у человека, сплющены.

Хотя в нем сочетались признаки, как обезьян, так и человека, переход этого существа к изготовлению галечных орудий (хорошо выделанных каменных) свидетельствует о появлении у него трудовой деятельности. Они могли ловить животных, бросать камни и совершать другие действия. Кучи костей, находящиеся вместе с ископаемыми остатками человека умелого, свидетельству ют о том, что мясо стало постоянной частью их диеты. Эти гоминиды пользовались грубыми каменными орудиями труда.

Человек прямоходящий

Homo erectus - человек прямоходящий. вид, от которого, как полагают, произошел современный человек. Его возраст 1,5 млн. лет. Его челюсти, зубы и надбровные дуги все еще оставались массивными, но объем головного мозга у некоторых индивидуумов был таким же, как у современного человека.

Некоторые кости Homo erectus найдены в пещерах, что позволяет предполагать о его постоянном жилище. Кроме костей животных и довольно хорошо выделанных каменных орудий, в некоторых пещерах обнаружены кучи древесного угля и обгоревшие кости, так что, по-видимому, в это время австралопитеки уже научились добывать огонь.

Эта стадия эволюции гоминид совпадает с заселением выходцами из Африки других более холодных областей. Выдержать холодные зимы, не выработав сложных видов поведения или технических навыков, было бы невозможно. Ученые предполагают, что дочеловеческий мозг Homo erectus был способен находить социальные и технические решения (огонь, одежда, запас нищи и совместное проживание в пещерах) проблем, связанных с необходимостью выжить в зимнюю стужу.

Таким образом, все ископаемые гоминиды, особенно австралопитеки, рассматриваются как предшественники человека.

Эволюция физических особенностей первых людей, включая современного человека, охватывает три этапа: древнейшие люди, или архантропы ;древние люди, или палеоантропы ;современные люди, или неоантропы .

Архантропы

Первый представитель архантропов - питекантроп (японский человек) - обезьяночеловек, прямоходящий. Его кости обнаружены на о. Ява (Индонезия) в 1891 г. Первоначально его возраст определяли равным 1 млн. лет, но, согласно более точной современной оценке, ему немногим больше 400 тыс. лет. Рост питекантропа составлял около 170 см, объем черепной коробки - 900 см3 . Несколько позже существовалсинантроп (китайский человек). Многочисленные его остатки найдены в периоде 1927 по 1963 гг. в пещере близ Пекина. Это существо использовало огонь и изготовляло каменные орудия. К этой группе древнейших людей относят еще и гейдельбергского человека.

Палеоантропы

Палеоантропы - неандертальцы появились на смену архантропам. 250-100 тыс. лет тому назад они были широко расселены на территории Европы. Африки. Передней и Южной Азии. Неандертальцы изготовляли разнообразные каменные орудия: ручные рубила, скребла, остроконечники; пользовались огнем, грубой одеждой. Объем их мозга выросло 1400 см3 .

Особенности строения нижней челюсти показывают, что у них была зачаточная речь. Они жили группами по 50-100 особей и во время наступления ледников использовали пещеры, выгоняя из них диких зверей.

Неоантропы и человек разумный

Неандертальцев сменили люди современного типа - кроманьонцы - или неоантропы. Они появились около 50 тыс. лет тому назад (костные остатки их найдены в 1868 г. во Франции). Кроманьонцы образуют единственный род н вид Homo Sapiens – человек разумный. У них полностью сгладились обезьяньи черты, на нижней челюсти имелся характерный подбородочный выступ, указывающий на их способность к членораздельной речи, а по искусству изготовления разнообразных орудий из камня, кости и рога кроманьонцы ушли далеко вперед по сравнению с неандертальцами.

Они приручили животных и начали осваивать земледелие, что позволило избавиться от голода и добывать разнообразную пищу. В отличие от предшественников эволюция кроманьонцев проходила под большим влиянием социальных факторов (сплочение коллектива, взаимная поддержка, совершенствование трудовой деятельности, более высокий уровень мышления).

Возникновение кроманьонцев - завершающий этап формирования человека современного типа. На смену первобытному человеческому стаду пришел первый родовой строй, завершивший становление человеческого общества, дальнейший прогресс которого стал определяться социальноэкономическими законами.

18) Доказательства происхождения человека от животных. Атавизмы и рудименты у человека.

К ним традиционно относят сравнительно-анатомические, эмбриологические, физиологобиохимические, молекулярно-генетические, палеонтологические.

1. Сравнительно-анатомические.

Общий план строения тела человека сходен со строением тела хордовых животных. Скелет состоит из тех же отделов, что и у других млекопитающих. Полость тела разделена диафрагмой на брюшной и грудной отделы. Нервная система трубчатого типа. В среднем ухе расположены три слуховые косточки (молоточек, наковальня, стремечко), имеются ушные раковины и связанные с ними ушные мышцы. В коже человека, как и других млекопитающих, имеются млечные, сальные и потовые железы. Кровеносная система замкнута, есть четырехкамерное сердце. Подтверждением животного происхождения человека служит наличие у него рудиментов и атавизмов.

2. Эмбриологические.

В эмбриогенезе человека наблюдаются основные стадии развития, характерные для позвоночных животных (дробление, бластула, гаструла и т.д.) На ранних стадиях эмбрионального развития у зародыша человека появляются признаки, характерные для низших позвоночных: хорда, жаберные щели в полости глотки, полая нервная трубка, двусторонняя симметрия в строении тела, гладкая поверхность головного мозга. Дальнейшее развитие зародыша проявляет черты, характерные для млекопитающих: несколько пар сосков, наличие волос на поверхности тела, как у всех млекопитающих (кроме однопроходных и сумчатых), развитие детеныша внутри тела матери и питание плода через плаценту.

3. Физиолого-биохимические.

У человека и человекообразных обезьян очень близка структура гемоглобина и других белков организма. Наблюдается сходство в группах крови. Кровь карликового шимпанзе (бонобо) соответствующей группы можно переливать и человеку. Имеется у человека и антиген резус-фактор крови (впервые он был выявлен у макаки резус). Человекообразные обезьяны близки к человеку по продолжительности беременности, срокам полового созревания.

4. Молекулярно-генетические.

У всех человекообразных обезьян диплоидное число хромосом 2 n = 48. У человека 2 n = 46 (установлено, что хромосома 2 у человека образована слиянием двух хромосом, гомологичных таковым у шимпанзе). Имеется высокая степень гомологии по первичной структуре генов (более 90% генов человека и шимпанзе сходны между собой).

5. Палеонтологические.

Найдены многочисленные ископаемые остатки (отдельные кости, зубы, фрагменты скелета, орудия и др.), позволяющие составить эволюционный ряд предковых форм современного человека и объяснить основные направления их эволюции.

Отличие человека от животных

Возникшие в ходе эволюции наследственные изменения под контролем естественного отбора способствовали появлению у человека прямохождения, освобождению рук, развитию и увеличению мозгового черепа, и уменьшению его лицевой части. Одновременно у человека вырабатывалась потребность в систематическом изготовлении орудий труда, что способствовало усовершенствованию строения и функции руки, головного мозга, речевого аппарата, мыслительной деятельности и возникновению речи. Существенную роль на развитие головного мозга и руки оказало бинокулярное (стереоскопическое) цветовое зрение, которое имелось у предков человека.

Атавизмы и рудименты у человека.

Рудиментами называются органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма.

Многие рудиментарные органы не являются совершенно бесполезными и выполняют какие-нибудь второстепенные функции с помощью структур, очевидно предназначенных для более сложных целей.

Атавизмом называется появление у особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших.

Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отвечающие за данный признак, сохранились в ДНК, но не функционируют, так как подавляются действием других генов.

Рудименты у человека:

∙ хвостовые позвонки;

∙ у некоторых людей имеется рудиментарная хвостовая мышца extensor coccygis, идентичная мышцам, двигающим хвост у других млекопитающих. Она прикрепляется к копчику, но, поскольку копчик у человека практически не может двигаться, эта мышца для человека бесполезна;

∙ волосяной покров туловища;

∙ специальные мышцы arrectores pilorum, которые у наших предков служили для "поднятия шерсти дыбом" (это полезно для терморегуляции, а также помогает животным выглядеть крупнее - для устрашения хищников и конкурентов). У людей сокращение этих мышц приводит к "гусиной коже", что едва ли может иметь какое-то адаптивное значение;

∙ три ушные мышцы, которые позволяли нашим предкам шевелить ушами. Встречаются люди, умеющие пользоваться этими мышцами. Это помогает животным с большими ушными раковинами определять направление на источник звука, но у человека данная способность может использоваться только для забавы;

∙ морганиевы желудочки гортани;

∙ червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс). Многолетние наблюдения показали, что удаление аппендикса не оказывает значимого влияния на продолжительность жизни и здоровье людей, если не считать того, что после этой операции люди в среднем чуть реже болеют колитом;

∙ хватательный рефлекс у новорожденных (детенышам обезьян он помогает держаться за шерсть матери);

∙ икота: это рефлекторное движение мы унаследовали от своих далеких предков - амфибий. У головастика данный рефлекс позволяет быстро пропустить порцию воды через жаберные щели. И у человека, и у головастика этот рефлекс контролируется одним и тем же отделом мозга и может быть подавлен одними и теми же средствами (например, вдыханием углекислого газа или расправлением грудной клетки);

∙ лануго: волосяной покров, развивающийся у человеческого эмбриона почти на всем теле, кроме ладоней и ступней, и исчезающий незадолго до рождения (недоношенные дети иногда рождаются с лануго).

Примеры атавизмов:

∙ хвостовидный придаток у человека;

∙ сплошной волосяной покров на теле человека;

∙ добавочные пары молочных желез;

19 . Старение организма. Теории старения. Гериатрия и геронтология.

Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере.Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Однако начало угасания репродуктивной функции или даже ее полная утрата не могут служить нижней границей старости. Действительно, менопауза у женщин, заключающаяся в прекращении выхода зрелых яйцеклеток из яичника и соответственно прекращении месячных кровотечений, определяет окончание репродуктивного периода жизни. Вместе с тем к моменту достижения менопаузы большинство функций и внешних признаков далеко не достигают состояния, характерного для старых людей. С другой стороны, многие изменения, которые мы связываем со старостью, начинаются до снижения репродуктивной функции. Это относится как к физическим признакам (поседение волос, развитие дальнозоркости), так и к функциям различных органов. К примеру, у мужчин снижение выделения мужских половых гормонов половыми железами и повышение выделения гонадотропных гормонов гипофизом, что характерно для старого организма, начинается примерно от 25 лет.

Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст.

Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический возраст которых достиг 60-74 лет, называют пожилыми, 75-89 лет -старыми, свыше 90 лет - долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

Рассмотрим такой признак, как упругость (эластичность) кожи. Один и тот же биологический возраст достигается в этом случае женщиной примерно в 30 лет, а мужчиной - в 80. Именно поэтому прежде всего женщинам необходим грамотный и постоянный уход за кожей. С целью определения биологического возраста, что необходимо для суждения о скорости старения, используют батареи тестов, проводя совокупную оценку одновременно многих признаков, закономерно изменяющихся в процессе жизни.

Основу таких батарей составляют сложные функциональные показатели, состояние которых зависит от согласованной деятельности нескольких систем организма. Простые тесты обычно бывают менее информативными. Например, скорость распространения нервного импульса, которая зависит от состояния нервного волокна, снижается в возрастном интервале 20-90 лет на 10%, тогда как жизненная емкость легких, определяемая координированной работой дыхательной, нервной и мышечной систем,-на 50%.

Состояние старости достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Этот процесс захватывает все уровни структурной организации особи - молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный. Суммарный результат многочисленных частных проявлений старения на уровне целостного организма заключается в нарастающем с возрастом снижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности приспособительных, гомеостатических механизмов. Показано, например, что молодые крысы после погружения в ледяную воду на 3 мин восстанавливают температуру тела примерно за 1 ч. Животным среднего возраста на это требуется 1,5 ч, а старым - около 2 ч.

В целом старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма. Последняя же представляет собой универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении. Без смерти не было бы смены поколений - одного из главных условий эволюционного процесса.

Возрастные изменения в процессе старения не во всех случаях заключаются в снижении приспособляемости организма. У человека и высших позвоночных в процессе жизни приобретается опыт, вырабатывается умение избегать потенциально опасных ситуаций. Интересна в этом плане и система иммунитета. Хотя ее эффективность после достижения организмом состояния зрелости в целом снижается, благодаря «иммунологической памяти» по отношению к некоторым инфекциям старые особи могут оказаться более защищенными, чем молодые.

ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ

Геронтология знает не менее 500 гипотез, объясняющих и первопричину, и механизмы старения организма. Подавляющее большинство их не выдержало проверки временем и представляет чисто исторический интерес. К ним, в частности, относятся гипотезы, связывающие старение с расходованием особого вещества клеточных ядер, страхом смерти, утратой некоторых невосполняемых веществ, получаемых организмом в момент оплодотворения, самоотравлением продуктами жизнедеятельности, токсичностью продуктов, образуемых под действием микрофлоры толстого кишечника. Гипотезы, представляющие научную ценность в наши дни, соответствуют одному из двух главных направлений.

Некоторые авторы рассматривают старение как стохастический процесс возрастного накопления «ошибок», неизбежно случающихся в ходе обычных процессов жизнедеятельности, а также повреждений биологических механизмов под действием внутренних (спонтанные мутации) или внешних (ионизирующее облучение) факторов. Стохастичность обусловливается случайным характером изменений во времени и локализации в организме. В различных вариантах гипотез данного направления первостепенная роль отводится разным внутриклеточным структурам, от первичного повреждения которых зависят функциональные расстройства на клеточном, тканевом и органном уровнях. Прежде всего это генетический аппарат клеток (гипотеза соматических мутаций). Многие исследователи связывают начальные изменения старения организма с изменениями строения и, следовательно, физико-химических и биологических свойств макромолекул: ДНК, РНК, белков хроматина, цитоплазматических и ядерных белков, ферментов. Особо выделяют также липиды клеточных мембран, часто являющиеся мишенью для свободных радикалов. Сбои в работе рецепторов, в частности клеточных оболочек, нарушают эффективность регуляторных механизмов, что приводит к рассогласованию процессов жизнедеятельности.

К рассматриваемому направлению относятся также гипотезы, усматривающие первооснову старения в нарастающем с возрастом износе структур в диапазоне от макромолекул до организма в целом, приводящем в конце концов к состоянию, не совместимому с жизнью. Такое представление, однако, слишком прямолинейно.

Напомним, что возникновению и накоплению мутационных изменений в ДНК противостоят природные антимутационные механизмы, а вредные последствия образования свободных радикалов

снижаются благодаря функционированию антиоксидантных механизмов. Таким образом, если «концепция износа» биологических структур правильно отражает сущность старения, то итог в виде большей или меньшей скорости старческих изменений возраста, в котором у разных людей эти изменения становятся очевидными, является следствием наложения разрушительных и защитных процессов. В этом случае гипотеза износа с неизбежностью включает в

себя такие факторы, как генетическая предрасположенность, условия и даже образ жизни, от которых, как мы видели, зависит скорость старения.

Второе направление представлено генетическими или программными гипотезами, согласно которым процесс старения находится под прямым генетическим контролем. Указанный контроль, согласно одним взглядам, осуществляется с помощью специальных генов. По другим взглядам, он связан с наличием специальных генетических программ, как это имеет место в отношении других стадий онтогенеза, например эмбриональной.

В пользу запрограммированности старения приводят доказательства, многие из которых уже рассмотрены в разд. 8.6.1. Обычно также ссылаются на наличие в природе видов, у которых вслед за размножением бурно нарастают изменения, приводящие животных к гибели. Типичный пример - тихоокеанские лососи (нерка, горбуша), погибающие после нереста. Пусковой механизм в этом случае связан с изменением режима секреции половых гормонов, что следует рассматривать как особенность генетической программы индивидуального развития лососевых, отражающей их экологию, а не как универсальный механизм старения.

Примечательно, что кастрированная горбуша не нерестится и живет в 2-3 раза дольше. Именно в эти дополнительные годы жизни следует ожидать появления признаков старения в клетках и тканях. Некоторые программные гипотезы основаны на допущении, что в организме функционируют биологические часы, в соответствии с которыми происходят возрастные изменения. Роль «часов» приписывают, в частности, вилочковой железе, прекращающей функционирование при переходе организма в зрелый возраст. Еще один кандидат - это нервная система, особенно некоторые ее отделы (гипоталамус, симпатическая нервная система), главным функциональным элементом которой являются первично стареющие нервные клетки. Допустим, что прекращение в определенном возрасте функций тимуса, что, несомненно, находится под генетическим контролем, является сигналом начала старения организма. Это, однако, не означает генетического контроля процесса старения. В отсутствие тимуса ослабляется иммунологический контроль за аутоиммунными процессами. Но для того чтобы эти процессы пошли, необходимы либо мутантные лимфоциты (повреждения ДНК), либо белки с измененной структурой и антигенными свойствами.

Геронтология и гериатрия

Геронтология (от греч. gerontos - старец) - раздел биологии и медицины, изучающий закономерности старения живых существ, в том числе человека. К основным направлениям геронтологии относятся изучение основных причин, механизмов и условий старения, поиск эффективных средств увеличения продолжительности жизни и продления периода активной трудоспособности.

Гериатрия (от греч. iatreia - лечение) - область клинической медицины, изучающая диагностику, лечение и профилактику заболеваний людей пожилого и старческого возраста.