Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

Палеогеномика – сравнительно молодая наука, исследующая наследуемость человека и его генеалогию при помощи изучения состава ДНК. Большинство ДНК, входящей в состав хромосом, непригодно для такого анализа, так как в каждом поколении при образовании гамет происходит кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом. Поэтому у потомка гены отца и матери оказываются перемешанными. Однако ДНК клетки находится не только в её ядре, но и в митохондриях, которые размножаются самостоятельным делением. Эта ДНК не обменивается участками с ДНК митохондрий других индивидов. Поэтому по её строению можно проследить родословную каждой особи, но только по материнской линии. Дело в том, что митохондрии сперматозоидов при оплодотворении погибают и во вновь образовавшемся организме отсутствуют. Поэтому у каждого человека в клетках присутствуют и размножаются только митохондрии, содержащиеся изначально в яйцеклетке, т. е. материнские. ДНК митохондрий вносит свой вклад в наследственность, которую в этом случае называют цитоплазматической. Поскольку в ДНК митохондрий время от времени происходят мутации, то по степени близости строения этой ДНК у различных индивидов можно определить степень их родства по женской линии. А как исследовать родство по отцовской линии? Оказывается, и это сделать несложно. Поскольку Y-хромосома присутствует только у особей мужского пола и передаётся от отца к сыну, то, изучая сходство и различия в строении этих хромосом, можно проследить наследуемость по мужской линии.

С помощью палеогеномики удалось пролить свет на многие спорные вопросы, касающиеся происхождения человека. Выяснилось, что неандертальцы не являются предками современного человека и не относятся к тому же биологическому виду. Скорее всего, оба вида произошли от одной из форм архаичного сапиенса, причём именно в Восточной Африке, и какое-то время существовали параллельно, пока 30 тыс. лет назад неандертальцы не исчезли как вид.

Расселение человека по планете

Палеогеномика также внесла свой вклад в изучение распространения современного человека по земному шару. Самые древние ископаемые остатки человека были найдены в Африке. Некоторые из обнаруженных черепов имеют давность более 100 тыс. лет. Это согласуется с данными пелеогеномики, которые показали, что первая женщина («генетическая Ева») и первый мужчина («генетический Адам») жили в период около 100–150 тыс. лет назад.

Рис. 174. Пути и время расселения людей по планете (на основе генетических данных)

Из Африки человек мигрировал в Европу и Восточную Азию, а затем, пройдя через Среднюю и Восточную Азию и Сибирь, перешёл через обмелевший в то время Берингов пролив в Северную Америку, откуда постепенно распространился до Южной Америки и добрался до Патагонии (рис. 174). Время появления человека в Америке оценивают по-разному. В настоящее время большинство исследователей сходятся на том, что это произошло около 30 тыс. лет назад, а 11 тыс. лет назад человек заселил уже весь Американский континент.

Вскоре после этого в обеих Америках началось массовое вымирание крупных млекопитающих: вымерли четыре вида мамонтов, три вида мастодонтов, гигантские броненосцы, саблезубые кошки и многие другие. Пик вымираний приходится на период от 12 до 10 тыс. лет назад, когда предки современных индейцев завладели обоими континентами. Существует мнение, что эти виды животных были истреблены человеком, обладавшим к тому времени охотничьим оружием. С помощью специальных приспособлений охотники метали копья с каменными наконечниками. С другой стороны, вымирание животных совпало с радикальными климатическими изменениями, связанными с таянием северных ледяных щитов. Возможно, что причинами вымирания были оба фактора.

Ещё раньше, около 50 тыс. лет назад, люди появились в Австралии. Уровень океана тогда был на 50 м ниже, чем сейчас, и многие острова составляли единое целое. Для того чтобы попасть в Австралию, жителям Юго-Восточной Азии достаточно было преодолеть по морю на каноэ или плотах всего около 60 км.

Расы

Всё ныне живущее человечество представляет собой один биологический вид Homo sapiens, подразделяющийся на более мелкие структуры, называемые расами. Расы отличаются друг от друга физическими признаками – цветом кожи, цветом и формой глаз и волос, ростом, формой черепа и пр. Эти особенности передаются по наследству и почти не изменяются в результате непосредственного влияния среды. В настоящее время большинство исследователей разделяют человечество на три большие расы: европеоидную, монголоидную и экваториальную (австрало-негроидную). Каждая из этих больших рас подразделяется не несколько малых, так как внутри каждой расы существует довольно значительное разнообразие форм. Кроме того, между тремя основными расами существуют переходные формы (рис. 175).

Европеоидная раса характеризуется цветом кожи, изменяющимся от очень светлых до смугловатых оттенков (рис. 176).

Рис. 175. Современные расы человека