Реферати » Реферати з біології » МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ЕВОЛЮЦІЇ ЛЮДИНИ

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ЕВОЛЮЦІЇ ЛЮДИНИ

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ЕВОЛЮЦІЇ ЛЮДИНИ

Зазвичай виділяють наступні етапи еволюції людини:

1. Найдавніші стадії гоминизации - походження роду Homo.

2. Еволюція роду Homo до виникнення сучасної людини.

3. Еволюція сучасної людини.

Перший етап антропогенезу є чисто біологічна еволюція. На другому етапі до елементарних факторів біологічної еволюції підключається дію соціального чинника, який на третьому етапі є домінуючим.
Методологічні підходи до вивчення різних етапів антропогенезу різні.

Вивчення 1-го етапу виробляють методами палеонтології та порівняльної анатомії. У зв'язку з появою елементів матеріальної культури 2-й етап вивчають також методами археології. На 3-му етапі еволюційні події відбуваються в основному на молекулярно-генетичному рівні і виявляються на популяційному рівні. Основними способами вивчення еволюції сучасної людини, тому є біохімічний, цитогенетичний, популяційно-статистичний методи і т.д.

Вивчення перших двох етапів еволюції людини стикається з необхідністю датування палеонтологічного матеріалу і елементів матеріальної культури. Для визначення абсолютного віку копалин залишків людини і її предків широко використовують фізичні методи, зокрема радіометричні. За допомогою мас-спектрометрів визначають ізотопний склад досліджуваного об'єкта і за співвідношенням елементів з урахуванням періоду напіврозпаду входять до його складу радіоактивних ізотопів виявляють вік зразка. Викопний кістковий матеріал містить у своєму складі мінеральні компоненти і білок колаген, що руйнується надзвичайно повільно. На цьому заснований колагеновий метод абсолютної датування викопних решток: чим менше колагену міститься у зразку, тим більше велика його старовину.

Останнім часом в антропології все більш активно застосовують методи імунології, молекулярної біології і цитогенетики. У зв'язку з величезною важливістю цих методів зупинимося на них докладніше. Для визначення прямої спорідненості організмів один з одним використовують імунологічний метод, заснований на вивченні імунологічних реакцій антиген - антитіло. Його можна застосовувати для вивчення ступеня споріднення не тільки сучасної людини з людиноподібними мавпами, але й нині живучих видів з копалинами. Для цього слідові кількості білка, що витягають із кісток викопних форм, використовують для отримання антитіл, які і застосовують в імунних реакціях з білками сучасних видів. Із сучасних людиноподібних мавп до людини імунологічно найбільш близький шимпанзе, найбільш далеко від людини відстоїть орангутан.

Імунологічних методів було виявлено, що білки рамапитека, людиноподібної мавпи Південної Азії (абс. вік 13 млн. років), більш схожі з білками орангутана, ніж людини і шимпанзе. Ці дані разом з результатами морфологічних і палеонтологічних зіставлень змусили відмовитися від уявлення про те, що рамапитек є прямим предком людини, і пов'язати його з еволюційної лінією орангутана. З цього випливає, що поділ людської лінії еволюції з африканськими людиноподібними мавпами сталося значно пізніше, ніж 13 млн. років тому.

В останні роки антропогенез ефективно вивчають також бімолекулярними методами. В основі цих методів вивчення еволюції лежить припущення, що міра подібності двох таксонів відповідає міру їх спорідненості. Тому організми, що мали спільного предка в недалекому минулому, будуть більш подібними один з одним, ніж мали його дуже давно. Сутність біомолекулярних методів полягає у використанні даних, отриманих при зіставленні білків і нуклеїнових кислот організмів різних видів для визначення їх спорідненості і старовини відповідних філогенетичних гілок. При цьому вважають, що ступінь відмінностей у амінокислотним складом білків і в нуклеотидних послідовностях ДНК дозволяє судити про час розбіжності порівнюваних видів від предкової форми. Природно, що оцінювати ступінь спорідненості і давність розбіжності філогенетичних гілок можна лише з накопичення нейтральних мутацій у геномі, так як шкідливі мутації швидко елімінуються з генофондів. Насправді не можна вважати більшість мутацій селективно нейтральними.

Розрахунки показують, що при нейтральності мутацій швидкість їх накопичення постійна тільки при вимірюванні часу в кількості поколінь, а не в роках. Так як тривалість життя поколінь у різних видів різна, то і швидкості накопичення відмінностей нуклеотиднихпослідовностей будуть більш великі у короткоживучих видів у порівнянні з довгоживучими. Крім того, фактична швидкість еволюції може значно варіювати в різні часові інтервали в різних групах і за різними ознаками. У визначенні застосовності методів молекулярної біології має значення можливість виникнення конвергентного подібності молекул, причому ймовірність його підвищується збільшенням досліджуваних тимчасових інтервалів. Еволюція генів білків часто може випереджати реальне розбіжність популяцій, першу чергу за рахунок адаптивного генетичного поліморфізму. Однак молекулярно-біологічні методи застосовні для оцінкою кревності і часу дивергенції як приблизних молекулярних годин "при порівнянні середніх швидкостей замін нуклеотидів в ДНК в цілому і амінокислот у багатьох білках за тривалі проміжки часу.

Біомолекулярні підхід - лише один з шляхів визначення еволюційних відстаней, який працює тільки разом з класичними методами палеонтології та антропології, причому в результатах при цьому можливі серйозні розбіжності. Так, при вивченні скелета людини, виявленого на території Еквадору, за даними радіовуглецевого і амінокислотного аналізу була встановлена ??його старовину в 28 тис. років. При використанні ж коллагенового аналізу вік того ж скелета виявився датованим не більше ніж в 2,5 тис. років.

В антропології застосовують кілька методів оцінки ступеня диференційоване таксонів, що доповнюють один одного : гібридизація ДНК, визначення амінокислотних послідовностей білків, вивчення генів гістосумісності і т.д. Найбільш достовірні дані отримані шляхом гібридизації ДНК, так як швидкість еволюції ДНК в цілому більш постійна, ніж зміни білків. Гібридизація ДНК показала, що момент дивергенції еволюційних гілок людини і шимпанзе настав 6,5 - 6,7 млн. років тому.

Однак між еволюцією структури генома у вигляді накопичення генних мутацій і морфофизиологической еволюцією часто немає прямої залежності. Це може бути пов'язано з тим, що у формуванні практично всіх складних фенотипічних ознак беруть участь різні генні системи. Таким
"чином, швидкість еволюції білків у двох різних споріднених видів може бути однакова, а швидкість еволюції в цілому, оцінена по комплексу фенотипових ознак, при цьому виявляється різною. Порівняння амінокислотних послідовностей білків шимпанзе і людини привело до висновку, що близько 99% їх білків абсолютно ідентичні. З цього випливає, що і структурні гени людини і шимпанзе подібні найбільшою мірою. З чим же пов'язані "настільки значні морфофізіологічні відмінності обох видів?
Можна припускати, що це залежить від різного розподілу білків в клітинах організму в процесі розвитку, що, в свою чергу, визначається відмінностями програми зчитування схожою спадкової інформації у часі і просторі. Іншими словами, це може бути обумовлено еволюційними перетвореннями більшою мірою не структурних, а регуляторних генів.

Оскільки вивчення хромосомного матеріалу можливо тільки у сьогодення організмів, застосування цшпогенетіческого методу обмежується сучасною людиною і людиноподібними мавпами. Диференціальна забарвлення хромосом дозволяє не тільки зіставляти хромосоми різних видів приматів і людини і вивчати хромосомний поліморфізм сучасного людини, а й вирішувати деякі питання еволюції.

З'ясовано, що каріотип людиноподібних мавп відрізняється за кількістю хромосом від каріотипу людини на одну пару (23 пари хромосом людини і 24 пари шимпанзе). У людини і шимпанзе ідентичні 13 пар хромосом. Хромосома 2-й пари людини точно відповідає двом сполученим з хромосомами шимпанзе, а інші хромосоми відрізняються один від одного незначно. Так, хромосома 5-й пари шимпанзе відповідає такий же хромосомі людини, але невеликий її періцентріческой ділянку инвертирован на 180 ° в порівнянні з людською хромосомою. Інверсії такого роду виявлені в каріотипі людини і шимпанзе ще у восьми хромосомах. Ці дані разом з вказівками на подібність білків людини і шимпанзе свідчать про їх значної еволюційної близькості. Зіставлення каріотипів людей, що походять з різних популяцій, приводить до висновку про поліморфізм хромосом, в першу чергу за розмірами гетерохроматинових ділянок. Наследуемость індивідуальних варіацій хромосом і їх нерівномірний розподіл в різних популяціях (зокрема, расові відмінності за розмірами довгого плеча Y-хромосоми) роблять можливим популяційно-цитогенетичний підхід у вивченні еволюції сучасної людини.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ ЕТАПІВ антропогенезу

Довгий час багато палеонтологи і антропологи вважали найбільш древніми представниками сімейства гомінідів південно-африканських двоногих приматів Australopithecus africanus. Вік більшої частини південно-африканських знахідок австралопітеків визначається в інтервалі 3 - 1 млн. років. Будова скелетів цих організмів свідчить про їх прямоходіння. Маса мозку
450 - 550 г при загальній масі тіла від 25 до 65 кг. Зубна система близька до людської: ікла малих розмірів, зуби розташовані у вигляді широкої дуги, як у людини. Це свідчить про всеїдність.

У місцях виявлення залишків австралопітеків є безліч кісток, розколотих важкими предметами. Велика кількість черепів тварин розколоті з лівого боку, і це свідчить про те, що австралопітеки були в основному правшами. Деякі австралопітеки, мабуть, починали освоювати вогонь. У 1960 - 1970 рр.. в результаті розкопок в Ефіопії і пізніше в Танзанії та Кенії були виявлені великі групи гомінідів, давнина яких визначається в 4 - 2,8 млн. років. За цими матеріалами в 1978 р. був описаний новий вид австралопітеків A. afarensis, більше примітивний, ніж A. africanus, але теж двоногий і з рисами "проміжного" по відношенню до сучасних людиноподібних мавп і людини. Обсяг мозкової порожнини черепа виявився в межах 380 - 450 см3, тобто практично не відрізнявся від об'єму сучасної шимпанзе.

Дійсно, австалопітекі мають більшу схожість

Сторінки: 1 2 3

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар