Текст книги "Антропология. Учебное пособие"

1.5. Расогенез

Расы – это исторически сложившиеся в определенных географических условиях группы людей, обладающих некоторыми общими наследственно обусловленными морфологическими и физиологическими признаками. Расы человека по происхождению соответствуют подвидам.

В классической литературе господствует мнение о том, что черты человеческих рас – это результат приспособительной эволюции к тем или иным условиям. Так, темная окраска кожи у представителей негроидной и австралоидной рас, очевидно, является адаптацией к жизни в тропическом поясе, защищая организм от действия ультрафиолетового облучения. Точно так же курчавые волосы, образующие густую «шапку», предохраняют голову от перегрева, а характерные для южных рас пропорции тела с относительно коротким телом и длинными конечностями более благоприятны для увеличения теплоотдачи.

Противоположный тип телосложения монголоидной расы позволяет, напротив, уменьшить теплоотдачу (за счет уменьшения отношения поверхности тела к его массе), что может иметь приспособительную ценность в условиях резко континентального климата Центральной Азии, с сильными морозами и ветрами в зимний период. Характерный узкий разрез глаз представителей монголоидной расы, прикрытых продольными складками верхних век, может быть, уменьшает риск засорения глаз пылевыми частицами при сильном ветре.

Труднее указать приспособительный смысл основных характеристик европеоидной расы (светлая кожа, высокая переносица и длинный узкий нос, обильный третичный волосяной покров и др.). Возможно, некоторые из них (как и вообще многие внешние отличительные расовые признаки человека), не имея собственной приспособительной ценности, возникли коррелятивно (как результат плейотропного эффекта генов или взаимодействия разных морфогенетических систем в онтогенезе) при отборе каких-либо приспособительно важных, но менее заметных признаков (например, большей устойчивости к простудным заболеваниям или артритам, столь обычным во влажном и прохладном климате Европы).

У представителей разных рас, кроме обозначенных выше, имеются и физиологические отличия: уровень потоотделения с единицы площади кожи, показатели уровня холестерина в крови и некоторые другие. Однако они не отличаются по числу хромосом (у каждого человека их 46), уровню развития мозга, соотношению лицевого и мозгового отделов, строению стоп и рук. В смешанных браках представителей разных рас рождаются полноценные, здоровые дети.

Данная гипотеза всем была бы хороша, если бы не ряд противоречий, с которыми она сталкивается. Так, узкоглазость – признак, характерный не только для жителей монгольских степей, но и для более древних народов, обитающих на северо-востоке Евразии (например, чукчи), где пылевых бурь нет. Подобных противоречий множество, а самое главное, в последнее время появились и молекулярно-биологические данные, свидетельствующие, что эволюция рас – не есть процесс приспособительной эволюции. Что же тогда получается, что формирование рас – это процесс, не согласующийся с теорией естественного отбора?

Конечно же, никакого противоречия здесь нет. Дело в том, что элементарное эволюционное событие, под которым подразумевают смещение частот тех или иных генов в популяции, может происходить не только вследствие естественного отбора. Существует еще один фактор, который получил название «дрейф генов». Это случайные ненаправленные изменения частот в малых замкнутых популяциях. Если же учесть, что расселение людей по миру происходило именно малыми группами, скорее всего это были групповые брачные союзы, то появление локальных популяций, отличающихся от остальных группировок какими-то признаками, – более чем вероятно. Благодаря тому, что в локальных малых популяциях возникали новые сочетания признаков, и появилось то многообразие рас, которое мы сейчас наблюдаем. Лишь те расы, которые обладали наибольшим приспособлением к тем или иным условиям, стали доминирующими в том или ином биотопе. Негроиды – в Африке, европеоиды – в Европе.

Итак, по морфологическим и отчасти физиологическим признакам традиционно выделяют три основные расы: европеоидную, австрало-негроидную и монголоидную.

Существует три основных подхода к классификации рас:

1) без учета происхождения;

2) с учетом происхождения и родства;

3) на основе популяционной концепции.

При первом подходе выделяют три большие расы, которые включают в себя 22 малые, часть из которых – переходные. Само существование переходных рас свидетельствует, с одной стороны, о динамизме расовых признаков, с другой – об условности деления человечества даже на большие расы. Переходные малые расы совмещают в себе не только морфологические признаки, но и генетические характеристики больших. Отсюда можно сделать вывод, что малые расы либо возникли в результате смешанных браков, либо сохранили более древние черты, существовавшие еще до формирования больших рас.

В рамках второго подхода в основе классификации лежит выделение признаков архаичности (древних) и эволюционной продвинутости отдельных рас. Но такое разделение морфологических признаков спорно и субъективно. Как судить, продвинут признак или архаичен? И если архаичен – это хорошо или плохо? Например, эпикантус – кожная складка на веке. Что это – очень древний признак, который сохранился только у монголоидов и исчез у представителей других рас? Или это, напротив, новообразование, которого не было у предковых форм и которое появилось у монголоидов в связи с жизнью в условиях частых песчаных бурь? Эти вопросы показывают, как несовершенна такая классификация.

Третий подход связан с популяционной концепцией в классификации рас, которая базируется на данных палеоантропологических исследований. Они показывают, что вплоть до верхнего палеолита практически нигде не были сформированы расовые типы человека, с которыми были бы генетически связаны современные большие расы. Например, в Сунгирском погребении найдены останки возрастом около 26 тыс. лет. У всех черепов из этого погребения имеется мозаичное сочетание расовых признаков, они не могут быть отнесены ни к одной из современных рас. Второй пример – ископаемые скелеты Южной Калифорнии, возраст которых 21,5 тыс. лет. У них отсутствуют выраженные монголоидные черты, несмотря на то, что аборигенное население Америки – монголоиды.

Только более поздние мезолитические находки свидетельствуют о формировании у человека расовых признаков. Известны мезолитические черепа с территории Северной Америки возрастом 8-10 тыс. лет с явными признаками не просто негроидной, а малой эфиопской расы. Сходные данные получены на территории Европы и в других регионах. Все это указывает на то, что процесс формирования рас шел на рубеже верхнего палеолита и мезолита параллельно в разных регионах на фоне исходной разнородности расовых признаков.

Первичное появление в процессе эволюции признаков малых, а не больших рас позволяет сделать вывод о том, что европеоидная, монголоидная и негроидная расы имеют множественное происхождение и представляют собой крупные популяции, объединенные не столько общностью происхождения, сколько климатогеографическими характеристиками условий существования и адаптивностью большинства основных признаков. Суть популяционной концепции рас в том, что большие расы представляют собой огромные популяции, малые расы – субпопуляции больших, внутри которых конкретные этнические образования (нации, народности) являются более мелкими популяциями.

Получается структура, включающая в себя уровни иерархии: индивидуум – этнос – малая раса – большая раса.

В пользу популяционной концепции говорят данные многих биологических наук. Давайте познакомимся с этими данными.

Исследования распределения различных групп крови и белков в популяциях человека показали, что расовые признаки составляют около 8 % от общего генетического разнообразия человечества. Между тем, по разнообразным варьирующим признакам различия даже между соседями по дому могут составлять более 80 %. Немец генетически может быть ближе к полинезийцу, чем к другому немцу. Географическое распределение частот генов групп крови, различных форм ферментов и иммуноглобулинов не соответствует ареалам ни одной из рас. По группам крови АВО и MN европейцы ближе к африканцам, а по системе иммуноглобулинов – к монголоидам Азии. Эти данные говорят о том, что общий биохимический полиморфизм человека эволюционно возник раньше, чем комплекс расовых признаков.

Чем же можно объяснить различия между расами? Как протекала эволюция, приведшая к возникновению генетических различий между ними? Главным фактором эволюции внешних признаков (фенотипов) является естественный отбор, обусловливающий приспособление к различным условиям окружающей среды. Однако чтобы действие отбора закрепилось, необходимо наличие репродуктивной изоляции. Существовал ли исторический период, когда все человечество было разделено на три более или менее изолированные группы?

Существуют различные точки зрения на то, каким образом и когда появились расовые различия. По мнению многих ученых, в частности М. Уолпоффа, только архаичные люди появились в Африке. Предполагают, что миллион лет назад общая популяция человека на Земле насчитывала 125 тыс. индивидуумов. В каменном веке популяция, вероятно, разделилась на большое количество мелких популяций, насчитывавших по несколько сотен людей или даже меньше.

Со временем небольшие группы захватывали другие районы. Популяции первобытного человека распространились по Европе и Азии, а позднее на американском и австралийском континентах. Эти группы были в значительной степени генетически изолированными. Мутации, происходившие в каждой маленькой популяции, могли быстро закрепляться. Отбор способствовал сохранению тех признаков, которые давали возможность выживания. Одни популяции, такие, как предки современных негроидных и монголоидных групп, процветали. Со временем они произвели большое количество индивидуумов. Другие, такие, как австралийские аборигены, оставались малочисленными и отсталыми. Эта гипотеза мультирегиональной эволюции человечества основывается на палеонтологическом сходстве между современными людьми и далекими предками, жившими в местах их обитания.

Согласно другой точке зрения, на протяжении большей части последнего Ледникового периода (около 100 тыс. лет назад) громадная площадь Земли была покрыта льдом. Гималаи и Алтайские горы с расположенными на них ледниками разделили евроазиатский континент на три области, создав тем самым условия для раздельной эволюции белых на западе, монголоидов на востоке и негроидов на юге. Современные области расселения трех больших рас не совпадают с теми областями, в которых они формировались, но это можно объяснить более поздними миграциями. По каким же признакам шел отбор? Скорее всего, это были приспособления к конкретным природно-климатическим условиям.

Наиболее заметное различие между расами – по цвету кожи. Большинство современных приматов имеют темную пигментацию. Возможно, что и древний человек был темнокожим. Почему же слабо пигментирована кожа европейцев и монголоидов? Существует гипотеза, согласно которой в местах их расселения произошла адаптация к низкому уровню ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет участвует в превращении в коже человека провитамина D в сам витамин, который необходим для кальцификации костей, его нехватка приводит к рахиту. Одно из проявлений рахита – деформация таза, усложняющая роды. В условиях первобытного строя это могло породить сильное давление отбора. В районах обитания людей с высокой степенью пигментации кожи отмечается высокая интенсивность ультрафиолетового излучения. Зависимость между местом обитания и пигментацией кожи не подтверждается только в двух случаях: для эскимосов и африканских пигмеев. Обе популяции состоят из темнокожих индивидов, хотя и в арктических районах, и под пологом влажного тропического леса ультрафиолета сравнительно мало. Но в случае с эскимосами можно предположить, что они получают витамин D из печени рыбы и морских млекопитающих – основных продуктов питания.

Примерно так же, как цвет кожи, формировались и другие расовые признаки: разрез глаз, курчавые волосы. Можно предполагать, что небольшой рост и плотное телосложение эскимосов, характерный для них относительно толстый слой подкожного жира дают преимущества в холодном климате, а широкая грудная клетка южноамериканских индейцев, живущих высоко в Андах, связана с адаптацией к разреженному воздуху высокогорий.

У. Хавеллз же утверждает, что человек современного типа появился в Восточной Африке 200 тыс. лет тому назад. Эта гипотеза получила название «Ноев ковчег», потому что по Библии все расы и народы произошли от трех сыновей Ноя: Сима, Хама и Иафета. В соответствии с этой версией питекантроп, синантроп и неандерталец – не предки современного человека, а различные группы гоминид (человекообразных существ), вытесненных «человеком прямоходящим» из Восточной Африки. В пользу данной гипотезы свидетельствуют генетические исследования, которые не всеми антропологами и палеонтологами признаются надежными.

Итак, мы познакомились лишь с некоторыми точками зрения на механизм формирования рас. Однако из изложенного понятно, что человечество образует единый вид – homo sapiens, а расовые признаки имеют адаптивный характер. Они не затрагивают мозга и того, что отличает человека от животных, – способности к абстрактному мышлению и самопознанию. Человек, по философскому определению, – это материя, познающая самое себя.

Биологи утверждают: генетическое разнообразие, так же как и разнообразие языков, культуры, традиций, – самое главное сокровище, основа и залог приспособляемости и долговечности. Нам не дано знать, кто прав, а кто отстал, зашел в тупик или идет не туда. Только максимальное разнообразие, сохранение всего, что способно сохраниться, – надежный путь к устойчивости вида.

Во всяком случае, какую бы из этих концепций ни принимать, фактом остается биологическое единство современного человечества, будущее развитие которого, несомненно, должно привести к постепенному слиянию всех рас.

Глава 2
Человек как индивид

2.1. Понятие о человеке как индивиде

Человек в качестве индивида предстает в своих природных, биологических особенностях как человеческий организм. В основе понятия индивида, по Леонтьеву, лежит факт неделимости, целостности человека, наличия свойственных ему особенностей. «Индивид – это прежде всего генотипическое образование». Понятие «индивид» выражает неделимость, целостность и особенности конкретного субъекта, возникающие уже на ранних ступенях развития жизни. Индивид как целостность – это продукт биологической эволюции, в ходе которой происходит процесс не только дифференциации органов и функций, но также и их интеграции, их взаимного «слаживания». В понятии индивида содержится указание на подобие человека всем другим людям, на его общность с человеческим родом. Человек как индивид является продуктом филогенетического и онтогенетического развития.

Специфика человеческой индивидности опосредована всей историей вида, которая преломилась в наследственной программе человека. Так, только человеку присущи рекордная продолжительность периода детства; возможность пребывать при рождении в состоянии крайней «беспомощности»; вес мозга ребенка при рождении составляет всего лишь около четверти мозга взрослого человека (у обезьян это соотношение составляет две трети). С момента своего рождения человеческий индивид является носителем специфически человеческой биологии, сформированной предшествующим развитием в филогенезе.

2.2. Генетика

В молекулярной биологии твердо установлено, что любая клетка в организме содержит копию модели всего организма, закодированную в ДНК, однако все клетки, за исключением половых, используют только часть информации ДНК, чтобы выполнять присущие им функции в организме.

Миллиарды клеток, из которых построено человеческое тело, берут начало от одной-единственной клетки – зиготы, образованной слиянием яйцеклетки и сперматозоида. Любая клетка состоит из цитоплазмы, в которой вырабатываются различные вещества, необходимые для роста и жизнедеятельности организма, и ядра, обеспечивающего программирование этой активности и определяющего ее общее направление.

Ядро у человека содержит 23 пары хромосом. Каждая хромосома несет в себе многие тысячи генов, ответственных за различные аспекты строения организма и разнообразные функции (размеры тела, цвет глаз, волос и кожи, выработка тех или иных ферментов, рост и развитие, продолжительность жизни и т. д.).

Носителем наследственности с ее генетическим кодом служит ДНК, которая передает заложенную в ней информацию в цитоплазму через другую, синтезируемую с ее помощью кислоту – РНК. Таким образом, именно РНК, выходя из ядра, будет налаживать «работу» цитоплазмы и заставлять ее вырабатывать все необходимые белки в соответствии с «генеральным планом», заданным ДНК.

С момента образования зиготы весь процесс роста организма происходит за счет последовательных клеточных делений. Ядро клетки при этом делится надвое, что приводит к разделению генетического материала между двумя образующимися ядрами и к восстановлению в каждом из них 23 пар хромосом.

Исключение из этого правила составляют лишь половые клетки, или гаметы, ответственные за размножение. Когда для образования яйцеклеток в яичниках или сперматозоидов в семенниках клетки-предшественники подвергаются делению, оно происходит таким образом, что каждая из дочерних клеток в результате получает только 23 хромосомы (по одной из каждой пары) и поэтому содержит лишь половину той генетической информации, которой располагают мать и отец.

Набор из 46 хромосом восстанавливается только в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Генетическая информация, которую вносят в зиготу сперматозоид и яйцеклетка, зависит, таким образом, от того, как распределился генетический материал во время образования каждой из половых клеток. Число возможных сочетаний генетического материала в оплодотворенной яйцеклетке огромно, чем и определяется уникальность каждого появляющегося на свет человека.

Существенное различие между мужчинами и женщинами выявляется в структуре 23-й пары хромосом. Если у девочек она образована двумя большими X-образными хромосомами, то у мальчиков состоит из большой X-образной хромосомы и более мелкой Y-образной. Таким образом, при образовании гамет все яйцеклетки получают X-хромосому, а сперматозоиды – либо X-, либо Y-хромосому. Поэтому в момент оплодотворения яйцеклетка с 50 %-ной вероятностью может получить две X-хромосомы и с такой же вероятностью – одну X– и одну Y-хромосому; в первом случае из зиготы разовьется девочка, а во втором – мальчик.

Восстановление полного набора хромосом в ядре зиготы приводит к тому, что каждый ген здесь будет представлен двумя «экземплярами», по одному от матери и отца, и признаки нового индивидуума будут определяться их совместным действием. В зависимости от того, однако, является ли ген доминантным или рецессивным, это действие будет проявляться по-разному. Если ген доминантный, то признак, за который он ответствен, проявляется во всех случаях автоматически. Напротив, если ген будет рецессивным, то в присутствии доминантного гена он обречен на «безмолвие» и способен проявиться только в том случае, если второй ген той же пары будет тоже рецессивным. Поэтому некоторые наследственные признаки одного из родителей у ребенка могут навсегда остаться в скрытом состоянии и снова проявиться лишь в следующем поколении. Подобным образом дело обстоит с голубым цветом глаз и с некоторыми наследственными заболеваниями.

Итак, с развитием зиготы начинается развертывание, реализация информации, заключенной в генах. Этот процесс очень сложный, многоступенчатый, многое в нем остается для нас пока загадкой. Гены в своем действии взаимосвязаны, т. е. формирование каждого признака и свойства организма происходит под контролем всего генотипа. Вместе с тем на реализацию генетической информации огромное влияние оказывают факторы внешней и внутренней среды, т. е. условия, окружающие организм в целом, и внутриклеточное состояние. Эти факторы среды могут модифицировать действие гена в определенных границах, предусмотренных генотипом. Пределы проявления модификаций признака при данном генотипе называют нормой реакции. Каждый организм, каждый его признак и свойство имеют свою норму реакции: одни признаки более широкую, другие – более узкую.

Таким образом, можно заключить, что наследуется ген, определяющий не какой-то стабильный признак, а его норму реакции, т. е. пределы изменчивости данного признака в зависимости от условий среды. У людей индивидуальность полностью проявляется лишь в результате взаимодействия генетических задатков и внешней среды, причем к действующим факторам среды наряду с питанием и физическими условиями относятся и играют столь же решающую роль воспитание и общественные отношения. Это касается и умственных способностей. Умственные способности – весьма сложное качество, состоящее из целого ряда составных компонентов. И наследуются не сами способности как таковые, а их задатки, которые в пределах нормы реакции могут проявиться в зависимости от условий среды в большей или меньшей степени.

Взаимодействие наследственности и среды в развитии человека имеет место на всем протяжении его жизни. Но особую важность оно приобретает в периоды формирования организма: эмбрионального, грудного, детского, подросткового и юношеского. Именно в это время наблюдается интенсивный процесс развития организма и формирования личности.

Наследственность определяет то, каким может стать организм, но развивается человек под одновременным влиянием обоих факторов – и наследственности, и среды. Сегодня становится общепризнанным тот факт, что адаптация человека осуществляется под влиянием двух программ наследственности: биологической и социальной. Все признаки и свойства любого индивида (за исключением тех, которые касаются биологии организма и не поддаются влиянию среды, например, группа крови, отпечатки пальцев, структура самого генотипа) являются, таким образом, результатом взаимодействия его генотипа и среды. Поэтому каждый человек есть и часть природы, и продукт общественного развития.

Наследственные различия в физических, физиологических и других признаках между разными людьми обусловлены различиями в генотипе. Но эти различия могут быть не только по признакам нормальным, но и аномальным, т. е. с какими-то отклонениями от нормы (физические уродства, наследственные заболевания).

Известно, что одной из причин аномалий в развитии людей служат изменения числа хромосом в генотипе. Если при образовании яйцеклетки или сперматозоида разделение хромосомного материала произойдет неправильно, то гаметы либо не получат надлежащего числа хромосом, либо, наоборот, получат лишнюю хромосому. Последнее, например, бывает при синдроме Дауна. Это заболевание обусловлено присутствием одной лишней хромосомы в 21-й паре. Чаще всего это происходит, если мать перешла некий критический возраст, хотя в одном из четырех случаев такая аномалия может быть обусловлена неправильным образованием сперматозоида. Последствия этого заболевания проявляются главным образом во внешнем облике больного, особенно в чертах лица, и в задержке умственного развития. Ребенок может оказаться и носителем трех хромосом 23-й пары (XXY) – это синдром Клайнфельтера. Этот синдром характеризуется развитием мужских половых органов в сочетании с типично женскими вторичными половыми признаками.

Однако изменения могут касаться не только числа половых хромосом и аутосом (хромосом соматических клеток), но и структуры хромосом и отдельных генов. Все эти изменения в генетическом материале носят наследственный характер, и их называют мутациями. Мутации постоянно возникают в природе у самых различных организмов. Человечество в результате возникновения мутаций в каждом поколении обладает значительным количеством дефектных генов и хромосомных аномалий, вызывающих разного рода наследственные заболевания. В каждом поколении рождается около 6 % детей, отягощенных наследственными заболеваниями.

По характеру происхождения мутации делятся на спонтанные, возникающие естественным путем в условиях природы, и индуцированные, вызываемые человеком искусственно действием различных факторов. Причины возникновения спонтанных мутаций пока до конца не выяснены, они могут корениться в условиях среды, в особенностях химического процесса обмена веществ и т. п. Однако установлены основные факторы, вызывающие их. Это так называемые мутагены, рождающие изменения. Известно, например, что мутации могут вызываться некоторыми общими условиями, в которых находится организм: его питанием, температурным режимом.

Как правило, мутагены, загрязняющие пищу, обладают слабой или средней мутагенной эффективностью. Поэтому обнаружить их не всегда удается. Вместе с тем, зная эффект суммирования действия мутагенов и учитывая постоянное употребление человеком такой загрязненной пищи, становится очевидным, что их вред превосходит сильные мутагенные соединения, с которыми человек, как правило, весьма ограниченно контактирует. Примером подобных мутагенов, поступающих через пищу, служит кофеин. Большая часть кофеина в организм человека поступает за счет чая или кофе. И при их ежедневном потреблении концентрация кофеина постепенно увеличивается.

Высоким мутагенным эффектом обладают и многие лекарственные препараты. Особый интерес вызывают биологические факторы мутагенеза человека. Имеется ряд организмов, которые, проникая в клетки человека, становятся источником поражения ДНК хозяина. К ним относятся, в частности, вирусы. Вирусы – мельчайшие из живых частиц. Они не имеют клеточного строения, не способны сами синтезировать белок, поэтому получают необходимые для их жизнедеятельности вещества, проникая в живую клетку и используя чужие органические вещества и энергию. У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая грипп и СПИД.

Мутагенными свойствами обладают и некоторые живые вакцины. Живые вакцины с подавленной вирулентностью способны индуцировать мутации. А ведь известно, что вакцинациям против оспы, кори, гриппа и других инфекций подвергаются массы людей.

Зависят мутации и от некоторых экстремальных факторов, таких, как действие отравляющих веществ, радиации, в результате которых количество мутаций увеличивается в сотни раз, причем возрастает оно пропорционально дозе воздействия. Химические вещества, поступающие в организм с пищей, водой и воздухом, и некоторые продукты, образуемые в ходе внутреннего клеточного метаболизма, тоже иногда являются причиной естественно возникающих мутаций.

Все приведенные факты свидетельствуют о гигантском разнообразии мутагенных источников в среде, окружающей человека. Они вызывают индуцированные мутации в соматических и половых клетках человека. Известно, что соматические мутации увеличивают количество злокачественных опухолей, влияют на продолжительность жизни и другие признаки и исчезают со смертью индивида. Мутации же, возникшие в гаметах родителей, проявляются в их потомках в виде наследственных болезней и уродств.

Необходимость исправления «ошибок природы», генной терапии наследственных болезней выдвигает на первый план такую область молекулярной генетики, которую называют генной инженерией. Генная инженерия – это раздел молекулярной биологии, прикладная молекулярная генетика, задачей которой является целенаправленное конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методов. Она основана на извлечении из клеток какого-либо организма гена или группы генов, соединении их с определенными молекулами нуклеиновых кислот и внедрении полученных гибридных молекул в клетки другого организма. Исследования ведутся очень интенсивно, хотя до реализации программы лечения для большинства наследственных заболеваний предстоит еще длинный путь.