Возникновение современных людей, вида Ното sapiens. Непрерывное развитие или замещение

Модель происхождения Homo sapiens, предполагающая непрерывность регионального развития (Мультирегиональная модель) была предложена известным палеоантропологом Ф. Вейденрейхом примерно 50 лет назад. Ее сторонники полагают, что Homo erectus повсюду эволюционирует в Homo sapiens по такой схеме: Ланьтянь - Чжоукоудянь - Дали - монголоидная линия; Сангиран - Нгандонг - австралоидная линия; Петралона - Неандерталь - кавказоидная линия и т.д. (хотя не исключается обмен генами между этими линиями на любой стадии) (рис.4а). Согласно этой модели расовые признаки эволюционировали в течение очень длительного периода времени в тех регионах, где они встречаются и сегодня.

Рис.4. Модели эволюции человека Приверженцы модели непрерывности развития апеллируют, в частности, к таким фактам: все представители Восточной Азии, начиная от Homo erectus pekinensis и до монголоидного Homo sapiens, имеют резцы лопатообразной формы, в то время как у современных людей других рас нормой являются передние зубы с прямыми краями. Характерная редукция зубного аппарата обнаруживается у самых ранних находок. Наблюдающаяся у монголоидов уплощенность лицевого скелета также характерна для Homo erectus pekinensis. Только для Африки отсутствует сколько-нибудь подробный перечень особенностей, подтверждающих модель непрерывного регионального развития. Последователи второй модели - модели замены - исходят из предположения, что развитие шло путем замещения, вытеснения местных, локальных форм мигрантами (рис. 4б). Они считают, что многие факты, которые приводятся в поддержку модели непрерывного развития, нельзя трактовать категорически и однозначно. Такую модель называют также моделью "исхода из Африки" . С тех пор, как было доказано, что скорости эволюции молекул достаточно постоянны, стало возможным говорить о "молекулярных часах": это понятие начали использовать для оценки времени происхождения подвидов и рас. Было принято, что генетическое расстояние между видами организмов пропорционально времени, прошедшему с момента ответвления их от общего предка. Ядерные гены наследуются как от матери, так и от отца и при половом способе размножения сочетаются случайным образом. Митохондриальные гены передаются только по материнской линии.

Рис.5. Наследование митохондриальной ДНК  Поэтому для человека в качестве "молекулярных часов" используется хорошо изученная митохондриальная ДНК (мДНК). Наибольший размах изменчивости типов мДНК в пределах вида Homo sapiens составляет 1/20 часть от той величины, на которую мДНК человека в целом отличается от мДНК шимпанзе. Рассмотрим родословную одного индивидуума. Как видно из рис.6, чем дальше по родословной, тем больше родственников. На этом же рисунке видна одна материнская линия.

Рис.6. 5 поколений родословной.  

Если проанализировать такое дерево в "обратном направлении", то можно получить результат, что все женщины поколения произошли от одной праматери, как это показано на рис.7. Важнейшее допущение при таком анализе - одинаковая скорость эволюции всех мДНК.

Рис.7. Общий предок по материнской линии для всех членов популяции - одна линия замещает все остальные. В принципе, эволюция всех типов мДНК современных людей может быть прослежена в глубину веков к единой "праматери". Было проанализировано генеалогическое древо для 182 различных типов мДНК от 241 индивида. У такого древа оказалось две главные ветви, ведущие в Африку. Если рассуждать логически, ДНК все людей происходит, в конечном итоге, от одной женщины-предка (правильнее говорить о небольшом числе женщин одной популяции). В этом смысле можно говорить о существовании Евы (но не Адама!). Современный человек появился в Африке около 150 - 100 тысяч лет назад в результате эволюции антропоидов. Около 100 тыс. лет назад люди вышли из Африки и начали расселяться по другим континентам (рис.8). В тот момент первичное человечество не превышало 10 тысяч особей, причём за пределы Африки переселились лишь несколько сотен человек.

Рис.8. Схема расселения современных людей. Около 66 тыс. лет назад люди достигли Индии. В то время люди и неандертальцы сосуществовали на Ближнем Востоке.

Несколько слов о современной дискуссии по поводу теории эволюции.

Английский биолог Ричард Докинз писал: "В наши дни теория эволюции вызывает примерно столько же сомнений, сколько теория о вращении Земли вокруг Солнца". Однако до сих пор число ниспровергателей этой теории не уменьшается. В частности утверждается, что очевидная целесообразность строения и поведения живых организмов не могла возникнуть вследствие естественного отбора. В книге "Слепой часовщик" Докинз пишет: "...Мы знаем о животных и растениях гораздо больше, чем Дарвин, но и по сей день мне не известен ни один пример, когда сложный орган не мог бы появиться в результате целого ряда последовательных и незначительных модификаций. Я не думаю, что такой пример когда-либо будет обнаружен. Если же это произойдет - и такой орган действительно будет органом высокой степени сложности, а ...понятие "незначительности" будет определено в точных научных терминах - то я перестану верить в дарвинизм". Однако ряд современных ученых утверждает, что на молекулярном уровне уже открыто немало таких неупростимых сложных систем и что по мере развития науки их открывают все больше и больше (М.Бех. "Черный ящик Дарвина: биохимия бросает вызов эволюции"). О теории эволюции можно сказать, что биологические организмы созданы "слепым часовщиком", т.е. бессознательными дарвиновскими процессами мутации и отбора. В этом случае имеется своеобразная лестница со множеством ступенек, ведущая от первого организма до самого сложного: должна существовать непрерывная серия жизнеспособных промежуточных форм. Каждая последующая ступенька, ведущая к большей сложности, должна означать большую приспособляемость (в том, что касается потомства), в то же время как разрыв между ступеньками должен быть достаточно невелик, чтобы его можно было преодолеть посредством случайных мутаций. Бех рассматривает вопрос о формировании зрительных функций глаза: "Когда свет касается сетчатки, фотон вступает во взаимодействие с ретинальной молекулой H-cis, которая в течение одной пикосекунды трансформируется в трансретинальную молекулу. Изменение в форме ретинальной молекулы влечет за собой изменение в форме белка родопсина, с которым эта молекула прочно связана. Метаморфоз протеина изменяет его поведение. Теперь он уже называется метародопсин II и прикрепляется к другому типу белка - трансдуцину. До столкновения с метародопсином II у трансдуцина была маленькая молекула (GDP). При взаимодействии трансдуцина и метародопсина II эта молекула отпадает, а родственная ей, но принципиально отличная молекула (GTP) прикрепляется к родопсину". Бех называет такие (и аналогичные) системы системами неупростимой сложности. Такую систему невозможно выстроить путем последовательного добавления элементов, т.к. полезная функция каждого элемента возникает только тогда, когда он интегрирован в законченную систему. Но в этом случае организмы (и Вселенная) являются продуктом рационального сознания, т.е. построены по замыслу (Бога?). Ключевой аргумент Беха состоит в том, что ни в каких научных журналах не встретишь подробных, подверженных проверке сценариев того, как невероятно сложные биохимические системы могли бы сформироваться под воздействием дарвиновских процессов. Однако концепция "неупростимой сложности" пока остается лишь концепцией, поскольку, сколько бы неупростимой не казалась сложная система, думается, что такая неупростимость представляется лишь на современном этапе развития науки. Но это лишь отражает сложность изучаемых систем: каждое ядро содержит закодированную базу данных, превосходящую по информационному содержанию Большую Советскую Энциклопедию. И эта информация относится к одной клетке, а не к состоящему из клеток организму. Сложность анализа биологических объектов состоит еще и в том, что по конечному результату (строению современной клетки) мы должны восстановить путь и процесс создания (эволюции) живой клетки. На это и направлены усилия ученых.