Генетика и молекулярная биология

 

Наукой, изучающей механизмы наследственности и изменчивости в живой природе является генетика. Ее основы заложил австрийский ученый Г.Мендель, открывший законы наследственности (1865). Он открыл корпускулярную природу наследственности, показал, что наследование признаков происходит дискретно. Экспериментально (скрещивая горох) пришел к выводу, что в зародышевую клетку поступает информация от обоих родителей, но в первом поколении проявляется только доминантный (преобладающий) признак, а во втором – доминантные и рецессивные (уступающие) признаки в пропорции 3:1. Это явление называется расщеплением признаков. Таким образом, рецессивные признаки не исчезают в поколениях, а сохраняются и проявляются через поколение.

В 1900 году законы наследственности были переоткрыты Х. де Фризом (Голландия), К.Корренсом (Германия) и Э.Чермаком (Австрия). Х. де Фриз открыл существование наследуемых мутаций. Он предположил, что новые виды возникают в результате мутаций. Мутация (лат. «изменение») – внезапное изменение наследственных структур. Эксперименты показали, что мутационный (рецессивный) признак не исчезает, а постепенно накапливается в генофонде популяции, что является основой изменчивости. Признаки не сливаются, а перераспределяются. Поначалу де Фриз противопоставил мутации естественному отбору, но позднее согласился, что естественный отбор способствует закреплению полезных мутаций.

В 1920-е годы А.Вейсманом, Т.Х.Морганом, А.Стертевантом, Г.Дж.Меллером разработана хромосомная теория наследственности. Было доказано, что гены находятся в основных элементах ядра клетки - хромосомах. Согласно этой теории биологическому виду присуще строго определенное число хромосом. Теория объясняла механизм и причины мутаций. Меллер, в частности, показал, что мутации могут вызываться излучением, химическими веществами, изменениями температуры, наконец, могут быть просто случайными. В 1940-е годы в биологии осуществился переход от белковой к нуклеиновой трактовке гена. Морган обнаружил, что по химическому составу гены - это нуклеиновые кислоты. На основе этих исследований возникла молекулярная биология, объединившая биохимию и генетику.

В 1944 году О.Эвери установил, что носителем наследственной информации является ДНК. В 1953 Ф.Крик и Д.Уотсон расшифровали структуру ДНК: две закрученные в спираль, идущие в противоположных направлениях, спаренные, связанные водородными связями мономерные цепи. Информация обеих нитей ДНК идентична. Это была революция, приведшая к пониманию механизма наследственности: его основой является свойство самокопирования ДНК. За расшифровку генетического кода в 1962 году Ф.Крик, Д.Уотсон и М.Уилкинс получили Нобелевскую премию.

Итак, носителями генетической информации являются молекулы ДНК, находящиеся в хромосомах ядра. Ген - единица, «квант» наследственной информации - участок ДНК, служащий матрицей для синтеза белка. Ген не может раствориться в другом гене или слиться с ним, всегда остается самим собой. Ген состоит из нуклеотидов, изменение последовательности которых ведет к мутациям. В мутациях ген изменяется как целое. Гены, локализованные в одной хромосоме, составляют одну группу сцепления и передаются совместно.

По назначению гены «мозг» клеток и, следовательно, всего организма. Геном – совокупность генов единичного набора хромосом клетки. Совокупность всех генов организма - наследственных факторов - составляет его генотип. В клетке человека 23 пары хромосом с общей длиной 2-3 метра. Они содержат более 30 000 генов. Фенотип – совокупность внешних признаков организма, сформировавшихся в процессе индивидуального развития. Фенотип человека формируется под влиянием генотипа и социальной среды. Фенотип животных полностью определяется генотипом. Понятия гена, генотипа и фенотипа были введены датским ученым В.Иогансеном.

Первоначальным носителем генома является половая клетка - зигота, образующаяся от слияния женской и мужской половых клеток. В ней заложены все секреты организма. Она обладает функцией создания более 100 типов клеток, из которых состоит организм. В результате все клетки имеют одинаковый состав генов.

В основе живого лежат нуклеиновые кислоты и белки. Белки – основное вещество. Воспроизводство организма осуществляется за счет синтеза белков при помощи нуклеиновых (ядерных)кислот. Нуклеиновые кислоты – вещества ядра клетки, обладающие свойствами кислот и являющиеся носителями генетической информации в живых телах. Один тип кислот называется ДНК, другой - РНК. Нуклеиновые кислоты представляют собой полимерные цепи, звеньями которых являются нуклеотиды. Белки – макромолекулы, структура которых задается последовательностью аминокислот, состоящих нуклеотидов. В каждом конкретном белке порядок аминокислот всегда один и тот же. Большинство белков являются ферментами – катализаторами происходящих в живых системах химических реакций. Все ферменты – белки.

Нуклеотид – это соединение азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты. Специфика нуклеотидов (алфавита ДНК) определяется азотистым основанием: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С), гуанин (G). ДНК состоит из их сочетаний. Цепочки ДНК соединены между собой водородными связями, причем всегда связаны А-Т, С-G. Такая связь соответствующих друг другу азотистых оснований называется принципом комплиментарности.

Все живое имеет одинаковый биохимический состав: 20 аминокислот, 5 азотистых оснований, глюкоза, жиры. В образовании белков участвует 20 из 100 известных аминокислот, т.е. происходил их отбор на этапе предбиологической эволюции. Для образования аминокислоты (единицы генетического кода) требуется три нуклеотида (кодон), что означает триплетность кода. Код един для всех живых организмов – одни и те же кодоны кодируют аминокислоты всех организмов. Каждой аминокислоте соответствует от 1 до 6 кодонов. Генетический код избыточен: один ген кодирует несколько белков и один белок закодирован в нескольких генах. Число аминокислотных различий двух видов может служить мерой времени, прошедшего после дивергенции от общего предка.

Синтетическая биология подошла к созданию искусственной клетки, алфавит ДНК которой может состоять не из 4, а из 6-8 элементов. Например, из 6 элементов получится 175 аминокислот.

Синтез белков может быть как простым копированием, так и копированием с частичными изменениями, что делает возможным как наследование признаков, так и их мутацию. Синтез белка осуществляется в три этапа – репликация, транскрипция, трансляция. Репликация (самоудвоение ДНК): ДНК разрывается на две одинарные нити; каждая нить по своей поверхности строит новую; новые нити соединяются между собой по принципу комплиментарности. Это быстрый процесс. Так ДНК из 40 000 пар нуклеотидов собирается за 100 секунд.

Синтез белка в рибосомах осуществляют РНК - рибонуклеиновые кислоты - на основе информации, содержащейся в ДНК. Молекула РНК представляет собой одноцепочную нить из нуклеотидов А, С, G и урацила (U). Транскрипция – перенос кода ДНК путем образования информационной РНК на одной нити ДНК (генетический код переносится на и-РНК, представляющую копию части ДНК (одного или нескольких генов)).

Трансляция - синтез белка в рибосомах на основе генетического кода информационной РНК. Необходимые аминокислоты доставляются в рибосому транспортной РНК. Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты, которые используются для построения собственных белков. Процесс синтеза белка, содержащего тысячи аминокислот длится, не более 6 минут. Почти в каждой клетке человека синтезируется свыше 10 000 разных белков.

К достижениям молекулярной биологии относят открытие «молчащих генов», «прыгающих генов», составляющих десятки процентов генетического материала эукариот. В отличие от прокариот у ДНК эукариот есть участки, не выполняющие функцию кодирования белка (интроны – «бессмысленные» ДНК). Например, из 3511 генов первой хромосомы человека всего 2076 белок-кодирующих генов.

Обнаружены неизлечимые пока смертельно опасные заболевания человека, переносчиками которых являются не микроорганизмы, а изменившиеся белки человеческого организма.

В соматических клетках эукариот помимо хромосом, копии ДНК содержатся в митохондриях и плазмидах. Плазмиды - мигрирующие генетические элементы в хромосомах и цитоплазме, не являющиеся обязательным компонентом клетки. Используя их можно менять ДНК организма. Пример: синтез инсулина (1978) – белка, способного бороться с диабетом (регулировать уровень сахара в крови).

Генная инженерия, сложившаяся в 1970-е годы на основе синтеза молекулярной биологии и генетики, открывает много возможностей. Это высший уровень современной биотехнологии. Изучаются изменения биологических структур за счет прямого вмешательства в генетический аппарат. В настоящее время с высокой точностью устанавливается родство людей, активно выводят трансгенные растения и животных, клонируют их (создают генетические копии) и т.д. Пример: трансгенный картофель, устойчивый к колорадскому жуку, за счет введения в него гена бациллы, благодаря которому вырабатывается белок, превращающийся в пищеварительном тракте жука в яд.

Мигрирующие генетические элементы обнаруживают сходство с внутриклеточными паразитами -  вирусами, состоящими из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. Открыто явление трансдукции генов – переноса генетической информации вирусами, включающими в себя часть генов исходной клетки. Это позволяет выдвигать гипотезы о важной роли вирусов в эволюции.

Хромосомы (греч. «цвет+тело») – элементы ядра клетки, содержащие основную наследственную информацию. Название обусловлено их способностью окрашиваться во время деления клетки.

Биологический вид характеризуется постоянством числа и размеров хромосом. Вирусы и прокариоты не имеют хромосом в собственном смысле слова. У РНК-содержащих вирусов роль хромосомы выполняет однонитевая молекула РНК. У ДНК-содержащих вирусов и прокариот (бактерий и синезеленых водорослей) единственная хромосома представляет собой свободную от белков, замкнутую в кольцо ДНК, прикрепленную к клеточной стенке. У эукариот хромосома состоит из ДНК, белков и РНК. Число хромосом различно: от одной до тысяч (некоторые споровые растения и простейшие). У аскариды 2 хромосомы, дрозофилы – 8, крысы – 42, человека – 46, гориллы – 48, курицы - 78. В геноме человека 30-40 тысяч генов, у червяка – 19, у мухи-дрозофилы – 13.5 тысяч.

В 2009 году американские ученые Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер, Джек Джостак получили Нобелевскую премию за открытие механизма старения. Молодость зависит от теломер, выполняющих защитную функцию – они сохраняют целостность ДНК. Теломер – это конец хромосомы, укорачивающийся при делении клетки

Хромосомный набор половых и соматических клеток различен. В соматических клетках содержится двойной (диплоидный) набор хромосом, состоящий из пар идентичных (гомологичных) хромосом. Один из гомологов – отцовского, другой – материнского происхождения. Хромосомы каждой пары идентичны по размеру, форме, генному составу. Исключение составляют хромосомы, отвечающие за пол. В половых клетках (гаметах) эукариот все хромосомы представлены в единственном числе (гаплоидный набор хромосом). В оплодотворенной яйцеклетке (зиготе) гаплоидные наборы мужских и женских гамет объединяются, восстанавливая двойной набор хромосом. У человека и млекопитающих развитие из зиготы женской особи определяет пара половых хромосом, состоящая из двух XX-хромосом, мужской – из XY-хромосом. У других эукариот пол определяется числом половых хромосом.

Теория эволюции

 

Для эволюционистов теория эволюции - фундамент биологии. Для живой природы характерно постоянное развитие, которое долго не замечалось. Главными свидетельствами являются данные палеонтологии, систематики, эмбриологии, селекции и др. Селекция, например, представляет собой эволюцию в искусственных условиях.

Традицию систематизации видов животных заложил еще Аристотель, группируя виды по сходству и родству. Но биологическое знание до XVIII века оставалось в зачаточном состоянии и накопленный эмпирический материал по-прежнему нуждался в систематизации. Эту задачу осуществил К.Линней, подытожив развитие биологии. Он создал искусственную классификацию живых организмов, ограничивающуюся внешними признаками. В нее вошли 4 тысячи видов животных и 10 тысяч видов растений. Сам Линней осознавал ее ограниченность и всю жизнь работал над созданием естественной классификации. К этому подталкивали трудности классификации близких видов, факты гибридизации, обнаружение ископаемых форм, изменение животных при одомашнивании и др.

Во второй половине XVIII века были распространены концепции трансформизма, предполагавшие изменчивость видов под действием внешних условий. Идею трансформации видов предложил Ж.Бюффон для объяснения многообразия живого.  Но сущность взаимосвязей между видами понята не была. В основу нового этапа развития биологии легла идея эволюции. Переход от трансформизма к эволюционизму произошел на рубеже XVIII-XIX веков. Трудности создания теории эволюции были связаны, прежде всего, с господством среди биологов представления о том, что сущность органических форм неизменна, внеприродна и может быть изменена только Богом.

Естественная классификация опирается на идею эволюции, т.е. исходит не только из внешнего сходства, но и общего происхождения. Значительный вклад в утверждение эволюционизма внес Ж.Б.Ламарк, объявивший эволюцию всеобщим законом живой природы. Его последователь Г.Р.Тревиранус в начале XIX века предложил воссоздать историю живого в виде родословного древа.  В первой теории эволюции Ламарк утверждал, что изменение биологических видов происходит благодаря прямому влиянию окружающей среды и приспособлению к ней живых организмов. Благодаря Ламарку среду стали понимать как условие эволюции. Приспособительная изменчивость осуществляется путем изменения органов тела в результате тренировки и передается по наследству. Однако он не вскрыл подлинных причин эволюции, т.к. считал, что видообразование происходит из-за стремления к совершенствованию.

Наряду с ламаркизмом предпосылками, промежуточными формами эволюционизма были катастрофизм и униформизм. В учении катастрофизма (Ж.Кювье и др.) идея биологической эволюции производна от идеи развития геологических процессов. Здесь биологические виды неизменны. Новые виды животных и растений появляются только в периоды непредсказуемых геологических изменений. Между видами нет и не может быть переходных форм. «План композиции» - нематериальная сила, идеальный организующий центр божественного творения. Униформисты (Дж.Геттон, Ч.Лайель и др.) также ориентировались на геологическую проблематику, но утверждали познаваемость катастроф. Для тех и других характерно отсутствие представлений о факторах эволюции органического мира.

Решающий вклад в теорию эволюции сделал Ч.Дарвин. Он ввел в цепь изменчивость-наследственность идею естественного отбора. Ее изложил в труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), тираж которой (1250) продали в первый день. Дарвин предположил, что среди животных есть конкуренция, благодаря которой выживают наиболее приспособленные к окружающей среде. В основе эволюции лежат три фактора, объединенных краткой формулой: изменчивость (индивидуальные изменения организма), наследственность (механизм передачи по наследству индивидуальных изменений) и естественный отбор. Изменчивость является основой образования новых признаков. Наследственность закрепляет их. Естественный отбор выбраковывает вредные признаки. Накопление новых свойств ведет к видообразованию.

Несмотря на похожесть, внутри популяции невозможно обнаружить две одинаковые особи. При изменении условий даже небольшое различие может дать одним организмам значительное преимущество перед другими. Дарвин разграничивает два вида изменчивости. Определенная изменчивость (адаптивная модификация, в современной терминологии ) – реакция организма на изменения окружающей среды – не передается по наследству и не является материалом для эволюции. Неопределенная изменчивость (мутации, в современной терминологии ) – основа изменчивости в живой природе, индивидуальные изменения в организме, передающиеся по наследству. Естественный отбор, как ведущий фактор эволюции, - процесс избирательного уничтожения наименее приспособленных к условиям окружающей среды особей и обеспечивает прогресс в развитии живых организмов.

Во второй половине XIX века против естественного отбора выступили креационисты, антиэволюционисты, альтернативные эволюционисты (неоламаркизм, неокатастрофизм, мутационизм, телеологические концепции). Кроме того, в самом дарвиновском учении выделились три основные направления (ортодоксальный дарвинизм, дарвинизм Геккеля, дарвинизм Вейсмана). Дарвин, например, не мог объяснить сохранение полезных признаков, т.к. согласно существующим представлениям при скрещивании живых организмов должно происходить их усреднение и растворение в новых поколениях («кошмар Дженкина»). Ответ дала теория Г.Менделя, согласно которой наследственность носит дискретный характер.

С созданием генетики возникли попытки заменить дарвинизм мутационными концепциями (автогенез). Предполагалось, что образование видов идет за счет внутренних мутационных факторов и не требует участия внешней среды (естественного отбора). На самом деле генетика дополняет дарвинизм, восполняя главный его пробел – объясняет сущность неопределенной изменчивости.

Завершение теории Дарвина произошло с синтезом теории эволюции и генетики в 1930-е годы в синтетическую (общую) теорию эволюции (СТЭ). Создание СТЭ означало переход биологии с классического на неклассический уровень познания (С.Четвериков, Р.Фишер, С.Райт, Дж.Холдейн, Н.Дубинин и др.).

Эволюционное учение является теоретической основой современной биологии. СТЭ свела биологическое знание в единую систему, обобщив результаты. Все живое родственники, т.к. имеют общую генетическую основу. Например, млекопитающие, включая человека, состоят из одинаковых генов (отличия – в их сочетаниях).

В отличие от классической теории, рассматривающей организм в качестве единицы эволюции, СТЭ единицей считает популяцию. Ей в большей степени присущи признаки самоорганизующейся системы. Например, признаки могут быть вредны для особи, но полезны для вида. Ужалившая врага пчела гибнет; самка паука «черная вдова» съедает самца после совокупления и т.д.

Основные факторы эволюции - мутации (материал эволюции, основа разнообразия особей), популяционные волны («волны жизни», резкие колебания численности), изоляция (обособление популяции), естественный отбор (ведущий фактор эволюции). Неосновные – частота смены поколений, темп мутаций, характер мутаций и др.

«Единицей» наследственности выступает ген, отвечающий за развитие определенного признака организма. Основным механизмом эволюции является отбор организмов с полезными для приспособления к среде мутациями. Мутации возникают естественным или искусственным путем. Результатом мутации может стать появление организма нового вида – мутанта. Факторы, вызывающие мутации, называются мутагены. Мутагенами могут быть температура, питание, отравляющие вещества, радиация, изменения состава атмосферы, вирусы и т.д. Селекционеры используют это для полезных мутаций. Наиболее опасными являются вирусы (пример: вирусы гриппа и СПИДа (иммунодефицита)).

Мутации появляются случайно под действием внешних и внутренних факторов. Понятие мутации в генетике аналогично понятию флуктуации в синергетике. Выделяют мутации генные, хромосомные, геномные (изменения числа хромосом и др.), внеядерных ДНК и др. Пример: болезнь Дауна связана с лишней хромосомой. Они также бывают нейтральными, вредными или полезными. Мутации почти всегда приносят вред. Вредные приводят к гибели организма или элиминируются естественным отбором. Полезные мутации редки. Они накапливаются в поколениях, т.к. позволяют лучше приспособиться к среде, определяя главное направление развития популяции. Исследования Четверикова и его школы показали, что по мере старения вид накапливает мутации. Признаки вида постепенно расшатываются и изоляция популяции с естественным отбором приводят к образованию нового вида.

В 1935 году А.Н.Колмогоров показал, что наиболее благоприятны популяционные волны в средних по численности популяциях. В многочисленных труднее проявиться полезным изменениям, а в малочисленных они, редкие сами по себе, еще более редко встречаются. Изоляция (обособление) выполняет роль усилителя эволюции, позволяя закрепить изменение генофонда.

Естественный отбор в СТЭ выступает движущей силой, ведущим фактором эволюции, определяя главную линию исторического развития живого. Отбору подвергаются все признаки живого, он действует на всех стадиях развития особи. В классической теории естественный отбор понимался как процесс выживания наиболее приспособленных организмов. СТЭ делает акцент на другой стороне процесса – на устранении от участия в размножении наименее приспособленных. Это точнее характеризует естественный отбор.

Эволюционные процессы в зависимости от масштаба разделяют на микро- и макроэволюцию. Микроэволюция – совокупность эволюционных процессов, приводящих к возникновению нового вида; макроэволюция – новых надвидовых форм (род, семейство, отряд и т.д. (Термины ввел в 1927 году русский генетик Ю.А.Филипченко). В природе существует и постепенное, адаптивное (через микроэволюцию) видообразование и скачкообразное, связанное с резкой перестройкой генома (через механизмы макроэволюции).

Накоплен материал, свидетельствующий о несводимости макроэволюции к микроэволюции. Например, выделена новая форма видообразования - гибридизация, предполагающая происхождение вида в результате объединения генотипов различных видов. Это объясняет, например, происхождение эукариот и фотосинтеза. Получены доказательства макромутаций, придающих организму признак другого таксона. Например, с помощью трансдукции (переноса генов бактериями и вирусами). Согласно исследованиям 4-5% основных видов млекопитающих из-за хромосомных мутаций имеют хромосомный полиморфизм. Они сыграли важную роль в происхождении человека, число хромосом которого (2n=46) отличается от числа хромосом ближайших предков (2n=48).

Следует отметить противоположную эволюционной точку зрения. Антиэволюционисты утверждают, что все эволюционные теории говорят лишь о возможности, но не о необходимости эволюции; что простое не может породить сложное и здесь не обойтись без идеи целесообразности. Они считают, например, что морфологическая и генетическая близость видов не является доказательством их эволюционной связи; что наблюдается лишь внутривидовая изменчивость и нет доказательств эволюционного возникновения новых видов [см., например, работы Курашова].

Анропогенез

Противоположными концепциями происхождения человека являются религиозная (креационизм: творение) и научная (эволюция).

Антропология (от греч. «человек») – наука о происхождении и эволюции человека. Антропогенез – эволюционный процесс формирования человека. Современная наука рассматривает антропогенез как продолжение биогенеза.

До конца XIX века господствовала религиозная концепция. Существовало негласное табу на исследование человека, его мозга и психики, которые якобы подрывали мораль. Например, тираж книги И.Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863) был уничтожен цензурой. В 1925 году в Дейтоне (США) за преподавание теории Дарвина был осужден учитель Дж.Скопс («обезьяний процесс»).

Научная антропология началась с середины XVIII века. К.Линней, классифицируя растения и животных, поместил человека рядом с человекообразными обезьянами (1735). Ж.Ламарк предположил, что человек произошел от человекообразной обезьяны в силу перемены климата, заставившей перейти обезьян к прямохождению и наземному образу жизни. Научная разработка антропогенеза началась в конце XIX века благодаря Ч.Дарвину. Он показал, что происхождение человека осуществлялось естественным путем. В книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) Дарвин обосновал идею животного происхождения человека, утверждая, что современные обезьяны – боковые ветви антропогенеза.

Дарвин и его последователи (Т.Хаксли, Э.Геккель и др.) установили сотни общих признаков строения человека и обезьян, сходство эмбрионального развития человека с основными периодами развития органического мира. В эмбриологии был открыт биогенетический закон: онтогенез есть сжатое повторение филогенеза (эмбрион в развитии в некоторой мере повторяет эволюционную историю той группы организмов, к которой он относится). Генетика свидетельствует, что организм несет в себе информацию о предках.

В теории антропогенеза выделяются три этапа. На первом Ч.Дарвин разработал классическую теорию эволюции, установил ее движущие силы. Неизбежность борьбы за существование он выводил из противоречия между размножением организмов и ограниченностью условий их существования, ведущего к сохранению наиболее приспособленных организмов. Увеличение многообразия живого происходило путем превращения внутривидовых форм в виды, межвидовых – в роды и т.д. Археология подтвердила гипотезу. Были найдены останки существ, находящихся на эволюционной линии между животными и человеком.

Но биологические стимулы не объясняли необходимость превращения биологического существа в социальное, т.к. биологическая эволюция направлена на приспособление к среде, для которого достаточно биологической специализации (изменения строения тела, режима питания и т.д.). Второй этап связан с Ф.Энгельсом. Он показал, что генезис человека является антропосоциогенезом – единым процессом биологической (морфофизиологическое превращение животного в человека) и социальной (превращение животного стада в человеческое общество) эволюции. Человек приспосабливался не только к естественной, но и к искусственной среде (культуре).

Биологические предпосылки, обеспечившие переход антропоидов к человеку, – прямохождение, развитие руки и мозга (гоминидная триада). Например, прямохождение, как медленный способ передвижения, требовал компенсации в виде более развитых психики и стадных отношений, что отражалось на структуре мозга. Энгельс выделил основные социальные факторы антропогенеза: труд, сознание и язык. Они возникли одновременно, но решающим фактором является общественный труд как планомерное изменение природы. Согласно Ф.Энгельсу, некоторые виды приматов под влиянием изменившихся природных условий вынуждены были изменить образ жизни. Это повлекло необходимость систематического хранения и изготовления орудий труда. Именно в труде формировалась способность осознания действий, потребность в понимании объективных законов. До человека труда не было, а была приспособительная деятельность животных как естественная форма движения материи. Труд – особая форма взаимодействия с окружающей средой. Появление трудящегося животного является революцией в развитии природы, выходом в надприродный мир.

Труд не отменил действия биологических законов, а преобразовал их. Он вмешивался в биологическую эволюцию через отбор благоприятных для общества биологических признаков. Шел процесс взаимной стимуляции биологических изменений и труда. Новая биологическая форма приспосабливала себя к внешней среде в поисках нового способа взаимодействия, а найденный способ (труд) влиял, в свою очередь, на биологические изменения.

Трудовая деятельность возникла в результате естественного отбора. Гранью, которая отделила человека от антропоидов, стала коллективная орудийная деятельность, производство орудий труда, опосредующих отношение человека к природе и другим людям. Труд стал необходимой, а затем ведущей стороной отношения человека к миру. Благодаря этому появилась возможность приспосабливаться к изменениям внешней среды не путем изменения строения тела, а путем создания орудий труда. Орудие труда – предмет с измененной при помощи другого предмета формой. Животные их не создают.

Результаты труда накапливались, создавая культуру. Именно в процессе труда сформировался человек. Труд составляет основу мышления. Содержание сознания зависит от уровня развития общественной практики. В орудиях труда закреплялся социальный опыт человека, его умения, знания, способ мышления. Основой человеческих форм общения является разделение труда. Орудия труда лежат в основе социальной формы наследования, которую Дарвин не рассматривал. Если природе опыт передается через естественный отбор, то трудовые навыки не закрепляются генетически.

Третий этап связан с созданием СТЭ. Были получены новые доказательства теории Дарвина. Выявлено сходство генетического кода человека с шимпанзе на 98%, с неандертальцем – на 99%.

Происхождение человека – цепь случайностей. Основными факторами антропосоциогенеза были биологические, социальные и природные. Природные факторы выступали мощным генератором мутационных процессов. Пусковой механизм антропогенеза «включился» благодаря их совпадению. «Толчком, заставившим его начать работу, послужило маловероятное в принципе пересечение в нужном месте и в нужное время практически независимых друг от друга биологических (формирование у какой-то группы или групп интеллектуально продвинутых гоминоидов предрасположенности к прямохождению), климатических (аридизация) и тектонических (образование Восточноафриканского рифта) процессов. Это стечение обстоятельств закрыло для наших предков возможность адаптации к меняющимся условиям существования обычным – биологическим – путем и подтолкнуло к более активной реализации уже имеющегося у них достаточно высокого интеллектуального потенциала»[3].

С точки зрения биологии современный человек является одним из видов отряда приматов: вид разумный (sapiens), род человек (Homo), семейство гоминиды, подотряд обезьяны, отряд приматы, класс млекопитающие, царство животные, надцарство эукариоты. Гоминиды – семейство отряда приматов, в которое входят современный и ископаемый человек.

Стадии антропогенеза [4]: австралопитеки, хабилисы, архантропы, палеантропы и неоантропы.

Австралопитеки (жили 4.2-1.2 млн. лет назад): переходные формы от высших обезьян (понгид) к человеку. Прямоходящие, систематически использовавшие подобранные предметы и накапливающие их («предметный фонд стада»), но не обрабатывающие или спорадически подрабатывающие (поздние австралопитеки) предметы.

Хабилисы (человек умелый, 2.4-1.7 млн. лет назад – начало палеолита) – основатели рода Homo, анатомически и по образу жизни близки к австралопитекам, намеренно обрабатывали орудия.

С возникновением хабилисов начался длительный период сосуществования биологических и социальных закономерностей. Для первобытных людей характерна морфологическая эволюция, качественная перестройка коры головного мозга, руки, органов речи.

Архантропы (1.9 млн. – 600 тыс. лет назад) - настоящие Homo. Изготавливали около 20 видов орудий труда, обладали нечленораздельной речью.

Палеантропы (человек гейдельбергский) жили 600–150 тыс. лет назад. Они пользовались такими же орудиями, но научились пользоваться естественным огнем (400-350 тыс. лет назад). Возможно, они пользовались членораздельной речью.

Неоантропы (Homo sapiens) - последний этап биологической эволюции человека, – появились 150 тыс. лет назад. Научились добывать искусственный огонь (120-100 тыс. лет назад). На стадии кроманьонца (40 тыс. лет назад) создается родовое общество, что означает завершение антропосоциогенеза (видообразования человека). Завершилось действие группового естественного отбора, биологические закономерности полностью подчинились социальным.

Существовал «запасной» вариант человечества, подвид человека разумного - неандертальцы (150-25 тыс. лет назад), которые возникли в Европе из местных палеантропов. Они изготавливали около 60 видов орудий труда, добывали огонь и хоронили умерших. Их генетический код расшифрован. Доказано, что они скрещивались с людьми.

Трудности восстановления эволюции человека в том, что в каждый период могло существовать несколько параллельных эволюционных линий, исходящих от общего предка. Эволюция приматов не является линейным процессом, вершиной которого должен стать современный человек. Во-первых, эволюционная линия человека представляет собой лишь одну из ветвей генеалогического древа эволюции приматов, которая могла и не состояться, т.к. «цель» биологической эволюции не в появлении сознания, а в приспособлении к среде. Во-вторых, теория эволюции не утверждает окончание эволюции человека.

Линия шимпанзе, ближайших живущих наших «родственников», отделилась от человека 8-4.5 млн. лет назад[5], а эволюция человека началась 2.4 млн. лет назад. Результатом их эволюции является биологическая специализация (приспособление к определенным условиям существования). Чтобы шимпанзе стали гоминидами, необходим эволюционный процесс в определенном направлении, который у человека занял несколько млн. лет.

За 150 тыс. лет человек физически почти не изменился, биологическая эволюция завершена. Но если естественный отбор перестал играть решающую роль на социальном уровне (любой человек может оставить потомство), то осуществляется на уровне зародышевых клеток. Его роль сводится к сохранению генофонда, сдерживанию мутаций.

Глоссарий

Абиотические факторы – неорганические факторы, влияющие на жизнедеятельность организмов.

Абиогенез – концепция возникновения жизни из неорганического вещества.

Автогенез – концепция самозарождения жизни.

Автокатализ – химическая реакция, в которой для синтеза вещества необходимо его присутствие в качестве катализатора.

Автотрофы – организмы, синтезирующие необходимые для жизнедеятельности органические вещества самостоятельно, из неорганических.

Адаптация – приспособление организма, его строения и функций к условиям среды обитания.

Адаптивная модификация (определенная изменчивость) – реакция организма на изменения окружающей среды не передающаяся по наследству и не являющаяся материалом для эволюции.

Адроны – частицы, участвующие в сильных взаимодействиях.

Аккреция – падение вещества на звезду.

Алхимия – донаучный этап развития химии, учение о превращении («трансмутации») веществ друг в друга.

Анаэробные организмы – организмы, способные существовать без кислорода.

Аннигиляция – взаимоуничтожение частиц и античастиц.

Антигравитация (темная энергия) – сила всемирного отталкивания вакуума, благодаря которой Вселенная ускоренно расширяется.

Античастицы – частицы, отличающиеся от обычных знаком заряда (электрического, магнитного или лептонного).

Антропогенез – эволюционный процесс формирования человека.

Антропология (от греч. «человек») – наука об эволюции человека.

Антропосоциогенезом - п