Естествознание. Базовый уровень. 11 класс
Шрифт:
Существование любого живого организма, а особенно человека в силу сложности и часто непредсказуемости его поведения, казалось бы, противоречит второму началу термодинамики. В самом деле, согласно этому закону, энтропия, постоянно возрастая, должна разрушать любые упорядоченные структуры. Поэтому такая невероятно сложная система, как организм, не может существовать и доли секунды. В то же время живые организмы по термодинамическим понятиям существуют невероятно долго, а в принципе вообще бессмертны, так как способны давать потомство, у которого жизнь каждый раз стартует сначала. Более того, жизнь на Земле не только не подвержена деградации, но и эволюционирует, т. е. её организация постоянно усложняется. Когда-то даже был поставлен такой вопрос: «Могут и Карно, и Дарвин быть правы?»
В 40-х гг. XX в. автор принципа неопределённости, лауреат Нобелевской премии Эрвин Шредингер в книге «Что такое жизнь?» указал на то, что одних статистических закономерностей недостаточно для объяснения природы жизни. Мы уже говорили о строении и работе генетического аппарата. ДНК, определяющая все наследственные признаки, устроена так, что в ней нельзя поменять один нуклеотид на другой или переставить их местами без серьёзных последствий для организма. Недостаточно, чтобы количество аденина в среднем равнялось количеству тимина: каждое из этих оснований должно занимать в хромосоме строго определённое место. А это уже выходит за пределы возможностей синергетики.
Невероятная упорядоченность химических реакций и структур в организме человека несоизмерима с тем порядком, который возникает в неживых самоорганизующихся системах, рассматриваемых термодинамикой неравновесных процессов. Кроме того, причины возникновения этих порядков совершенно различны. Если в диссипативных структурах порядок возникает из беспорядка, то в живых организмах порядок возникает из уже существующего порядка, так как всё живое возникает только из живого. Поэтому маловероятно, что принципы термодинамики неравновесных процессов способны пролить свет на возникновение жизни. Таким образом, существование жизни и самого человека хотя и не противоречит законам термодинамики, но и не вытекает из них.
1. К какому царству, типу, классу и отряду принадлежит человек? Назовите других хорошо известных вам представителей этих систематических групп.
2. Укажите общие признаки человека и других млекопитающих.
3. Каково значение сводов стопы у человека? Для ответа на этот вопрос вспомните материал курса «Человек и его здоровье».
4. Почему существование жизни не противоречит второму началу термодинамики?
5. Почему синергетика не может в полной мере объяснить работу живых организмов?
1. Подумайте и обсудите в классе, в связи с чем в процессе эволюции у человека практически полностью исчез шёрстный покров. При необходимости воспользуйтесь дополнительными источниками информации.
2. Выберите критерии сравнения, составьте и заполните таблицу «Сходство и различия человека и других высших приматов».
§ 55 Этапы эволюции человека
О, сколь схож с человеком зверь гнусный обезьяна!
Как вам уже известно, в конце мелового периода животный мир планеты стал радикально меняться. В это время от примитивных насекомоядных, отряда, к которому принадлежат современные ежи, кроты и землеройки, отделился отряд приматов, эволюция которого протекала на протяжении кайнозойской эры. Вначале это были низшие приматы, полуобезьяны (лемуры и лори). Одним из самых примитивных видов современных приматов является тупайя – животное, скорее напоминающее белку, крысу или землеройку, чем обезьяну. В дальнейшем от низших приматов, расселившихся к тому времени по всей планете, отошла линия настоящих обезьян. Вскоре после этого закрылись сухопутные проходы между Европой и Америкой, и обезьяны Старого и Нового Света стали эволюционировать независимо. Обитатели Америки получили название широконосых обезьян, а обитатели Старого Света, т. е. наши предки, – узконосых. Значительная часть узконосых обезьян дала начало семейству мартышкообразных, к которому относятся мартышки, макаки и павианы. Но помимо них от общего обезьяньего ствола отделилась ветвь гоминоидов, от которых произошли человекообразные
обезьяны (понгиды) и люди (гоминиды).Древнейшими общими предками понгид и гоминид считаются африканские дриопитеки (древесные обезьяны), особенно обезьяна, называемая проконсулом (по кличке шимпанзе Консул, жившего в Лондонском зоопарке). Первой из обезьян, отделившейся от общего понгидо-гоминидного ствола, был орангутан, обитающий ныне в Юго-Восточной Азии. Это разделение произошло около 18 млн лет назад (рис. 171).
Рис. 171. Эволюционное древо человека
Два других вида понгид – горилла и шимпанзе – остались жить в Африке. Примерно 9 млн лет назад произошло отделение горилл, и, наконец, около 7 млн лет назад человек разошёлся со своим последним родственником – шимпанзе и образовал собственное семейство – гоминиды, тогда как остальные обезьяны остались в семействе понгид. Существует мнение, что последним общим предком шимпанзе и человека был карликовый шимпанзе бонобо.
В конце неогена, т. е. около 5–3 млн лет назад, появились первые прямоходящие гоминиды. Поскольку их останки были найдены в Южной Африке, они получили название австралопитеков, что в переводе означает «южная обезьяна» [18] (рис. 172).
18
Никакого отношения к Австралии австралопитеки не имеют!
Рис. 172. Австралопитек (реконструкция Люси)
Позже австралопитеки, причём более древнего происхождения, были обнаружены и в Восточной Африке. Австралопитеки были довольно мелкими животными, ростом от 100 до 150 см и весом 35–55 кг, с небольшим (около 450 г) мозгом и очень крупными зубами. Размер их мозга был не больше, чем у современных человекообразных обезьян. Хотя они передвигались на двух ногах, но никаких орудий труда изготавливать ещё не умели. Возможно, они могли держать в руках пищу, камни или палки, но первые обтёсанные орудия появились не раньше чем через 2 млн лет. Поздние австралопитеки приспособились к питанию грубой растительной пищей, у них уменьшились клыки, зато увеличились жевательные зубы, да и сами австралопитеки существенно увеличились в размерах, хотя размер их мозга за 2 млн лет не изменился. Они обитали в Африке рядом с предками современного человека, но не были нашими прямыми предками. Вымерли австралопитеки около миллиона лет назад.
Первый вид, представляющий род Homo, т. е. собственно людей, произошёл от одной из ветвей довольно ранних австралопитеков примерно 2–2,5 млн лет назад и просуществовал на Земле около миллиона лет. Этот вид назвали Человек умелый (Homo habilis), так как люди этого вида уже умели делать несложные орудия. Они значительно уступали крупным хищникам в скорости бега и физической силе, не имели клыков и когтей, но компенсировали эти недостатки, придавая камням, костям и кускам дерева такую форму, что ими можно было резать, скрести и копать. Человек умелый жил в Восточной Африке, его рост был не выше 1,5 м, но мозг был значительно больше, чем у австралопитеков, и достигал массы 650–700 г.
Рис. 173. Олдувайские чопперы (Homo habilis) (А) и ашельские рубила (Homo erectus) (Б)
Наиболее изучены каменные орудия человека умелого, найденные в Олдувайском ущелье, поэтому культуру этого вида называют олдувайской. Орудия человека умелого представляют собой отщепы круглых камней, изготовленные из них скребки, а также чопперы (рубила) (рис. 173). Орудия часто использовались для разделки трупов крупных животных, которых первобытные люди находили в степи.