В даний час можна виділити кілька груп ознак, добре вивчених на генному рівні. Багато генів функціонують у всіх людей, виявляючи лише невеликі кількісні відмінності в рівні експресії. Наприклад, у кожної людини є гени, що кодують структуру ферментів, необхідних для здійснення основних метаболічних процесів. Носії рідкісних мутацій цих генів страждають від вроджених помилок метаболізму. Багато такі гени можуть бути навіть у інших живих істот.
Є гени, загальні для всіх представників якоїсь однієї раси. Число таких ознак невелика. Наприклад, вертикальна складка верхньої повіки у монголоїдів.
Є ознаки, які зустрічаються тільки в однієї з трьох основних рас, а у двох інших - відсутні. Це велике число генів, що складають системи генетичного поліморфізму. Наприклад, фактор крові Дієго, виявлений в 1953 р у представників чотирьох поколінь однієї венесуельської сім'ї; при цьому було показано, що у більшості білих людей фактор Дієго відсутня. Фенотипическая частота цього фактора в популяціях американських індіанців становить від 0,025 до 0,48. У монголоидов він зустрічається, але з більш низькою частотою. Ці дані підтверджують припущення, висунуте в класичній антропології, що американські індіанці є частиною великої монголоїдної раси.
Існує ще один клас ознак, які в одних популяціях зустрічаються частіше, ніж в інших. Наприклад, ознаки та аллели, наявні у всіх людських рас, але зустрічаються з різними частотами. Наприклад, аллели більшості систем генетичного поліморфізму і гени, що детермінують кількісні ознаки, такі як зростання, пропорції тіла і фізіологічні функції. Наявні дані свідчать про подібність частот деяких гомологічних генів в різних популяціях і про те, що побудова расових класифікацій - завдання непросте: внутрішньо групові відмінності між представниками будь-якої расової групи часто перевищують відмінності між представниками різних великих рас.
Головним фактором расогенеза є природний відбір, що обумовлює адаптацію до різних умов навколишнього середовища. Для того, щоб відбір, що призводить до виникнення генетичних відмінностей між великими расами, був ефективним, необхідна значна репродуктивна ізоляція субпопуляцій. Як відомо, в ранній історії людства (близько 100 тис. Років тому) величезні площі поверхні Землі були покриті льодовиками. Гімалаї і Алтайські гори з розташованими на них льодовиками поділяли євразійський континент на три області, створюючи тим самим умови для роздільного еволюції білих на заході, монголоїдів на сході і негроїдів на півдні. Хоча сучасні області розселення трьох великих рас не повністю збігаються з цими областями, невідповідність можна пояснити міграційними процесами.
Найбільш помітні відмінності між великими расами - це відмінності за пігментації шкіри. Більшість сучасних приматів мають темну пігментацію, тому, ймовірно, предки людини також були темношкірими, якщо врахувати той факт, що перші люди з'явилися в Африці.
Згідно одне гіпотезі, в місцях розселення європеоїдів і монголоїдів відбулася адаптація людей до низького рівня ультрафіолетового опромінення (УФО). УФО беруть участь в перетворенні провітаміну Д в вітамін Д в шкірі. Його нестача призводить до рахіту. У слабо пігментовану шкіру УФО проникає легше, ніж в сильно пігментовану. Тому при однаковій дозі УФО в світлій шкірі утворюється вітаміну Д більше, ніж в темній.
Було виявлено, що аллель Fy - дуже поширений серед негрів, але дуже рідко або зовсім не виявляється у монголоїдів і білих. Індивіди, що несуть цей аллель, стійкі до збудника малярії Plasmodium vivax. У первісних умовах життя в популяції, підданої дії. великого числа патогенних мікроорганізмів і паразитів, малярія становила серйозну небезпеку для здоров'я людей.
Група крові Даффі має відношення до функціонування рецепторів для Plasmodium vivax. Практично всі африканці є Даффі-негативними. Високі частоти Даффі-негативного алелі перешкоджали тому, щоб малярія, викликана P. vivax, стала ендемічної хворобою Західної Африки.
Деякі особи не можуть переносити лактозу і вживати коров'яче молоко. Для того, щоб відбулося всмоктування лактози в тонкій кишці, вона повинна гидролизоваться спеціальним ферментом лактазой, який локалізується в щіткової облямівки епітеліальних клітин кишечника. Активність лактази висока у новонароджених дітей і дітей грудного віку, що належать до будь-якої популяції і раси, і знижується при відібранні від грудей. Надалі лактазная активність підтримується на низькому рівні, складаючи зазвичай менше 10% активності ферменту у новонародженого. Особи з високою активністю лактази можуть переносити великі кількості лактози. В їх крові після лактозной навантаження значно збільшується кількість глюкози і галактози. У осіб з низькою лактазной активністю після вживання молока збільшення глюкози в крові або не відбувається, або воно незначне. Після прийому 0,5 л молока у таких людей проявляються клінічні симптоми непереносимості.
У більшості популяцій монголоидов, індіанців і ескімосів, а також у більшості арабів і євреїв, в популяціях тропічної Африки, у австралійських аборигенів і меланезійців збереження лактазной активності у дітей старшого віку і у дорослих зустрічається дуже рідко або не зустрічається зовсім. Однак для жителів Північної і Центральної Європи і для їхніх нащадків на інших континентах характерне переважання осіб, які зберігали лактазную активність в дорослому стані (більше 75%). У населення Іспанії, Італії та Греції виявлені проміжні частоти (30 - 70%). Високу активність лактази виявили у африканських кочівників-скотарів. У популяції американських негрів частота цієї ознаки дещо вищий, ніж у африканців. Збереження активності лактази в дорослому стані характерно тільки для білих, для них це норма. Лактазная недостатність успадковується аутосомно-рецесивно. "Всмоктувачі" лактози є або гомозиготами, або гетерозиготами по гену всмоктування лактози, а особи з порушенням всмоктування цього гена не мають. Збереження лактазной активності у дорослих можна порівняти зі збереженням фетального гемоглобіну.
Збереження в більшості популяцій людини осіб, здатних поглинати лактозу, наявність цієї ознаки у інших ссавців свідчить, що ген, відповідальний за збереження лактазной активності, виникав в ході еволюції людини неодноразово в результаті мутації і що високі частоти даного гена в деяких популяціях обумовлені його селективним перевагою . Близько 9 тис. Років тому почалося інтенсивне одомашнення молочної худоби, що призвело до селективного перевазі індивідів, які могли задовольняти більшу частину своїх харчових потреб у білку, вживаючи молоко. Відомо також, що лактоза може замінювати вітамін Д, покращуючи засвоєння кальцію, що важливо для населення північних районів, де рівень УФО низький.
Відомий з 1959 р генетичний поліморфізм фракції -2-білка сироватки крові людини, які виявляються імунологічними методами. В даний час описано багато алелей цієї системи (GC-білки), які переносять вітамін Д. Перші дані про частоти цих генів показали, що в дуже посушливих районах аллель GC зустрічається рідко. Пізніше з'явилися дані, що свідчать про зв'язок між інтенсивністю сонячного освітлення і поліморфізмом GC-алелей. У більшості популяцій, що живуть на протязі тривалого часу в районах з низькою інтенсивністю сонячного світла, виявлені високі частоти GC 2. Таке географічне розподіл свідчить про селективному перевагу GC 2. Можливо, воно обумовлено тим, що цей аллель забезпечує більш ефективну транспортування вітаміну Д. Це в свою чергу може призводити до зниження частоти рахіту або у індивідів, гетерозиготних по аллелю GC 2. або гомозиготних по ньому індивідів, або у тих і інших.
Крім наведених прикладів в даному розділі, присвяченій популяційної генетики, про селективному перевагу або шкідливості расових ознак відомо дуже мало. Можна припустити, що невелике зростання і щільне статура ескімосів, а також характерний для них товстий шар підшкірного жиру дають певні переваги в холодному кліматі, а широка грудна клітка південноамериканських індіанців, які живуть високо в Андах, пов'язана з респіраторної адаптацією до життя в умовах високогір'я. Представники різних расових груп в США та інших розвинених країнах виявляють відмінності в схильності до мультифакторіальних захворювань. Наприклад, американські негри частіше страждають гіпертонією, ніж білі. Є відмінності в популяційної частоті таких захворювань як цукровий діабет, атеросклероз. Індіанці, що живуть в Тринідаді, мають більш високі показники популяційної частоти цих захворювань.
Однак, причини таких розходжень поки не зовсім зрозумілі і вимагають подальших популяційних досліджень.
1. Систематичне положення людини.
2. Де прабатьківщина людини і на чому ґрунтуються сучасні гіпотези?
3. Назвіть хромосомні мутації, що виникли в процесі еволюції, лежать в основі антропогенезу?
4. Які дані молекулярно-генетичних досліджень підтверджують спорідненість людини з антропоїдних мавпами?
5. Чи можливо "олюднення" мавп в наш час?
6. Назвіть основні популяції людей і їх характеристики.
7. Що таке інбридинг і як його оцінити?
8. Які особливості дії закону Харді-Вайнберга в людських популяціях?
9. У чому полягає поліморфізм людських популяцій, його причини?
10. Поясніть відмінності між расами сучасної людини з позицій еволюційного вчення.
11. Деякі фантасти вважають, що у майбутньої людини буде величезна голова і невелике тулуб. Чи можливий такий шлях еволюційного розвитку для Людини?
Питання походження і еволюції живих організмів хвилювали людини ще з доісторичних часів. Історії розвитку еволюційних ідей присвячена 1 глава посібника. Особливу увагу в цьому розділі приділено еволюційної теорії Ламарка, яка відрізняється від трансформістскіх уявлень тим, що представляє еволюцію як загальне явище живої природи, а головне, досліджує її рушійні сили. Однак наукове пояснення рушійних сил еволюції вперше зробив Ч.Дарвин, показавши, що невизначеною спадкової мінливості, боротьби за існування і того, що відбувається в процесі цієї боротьби природного відбору необхідно і достатньо, щоб пояснити будь-які зміни організмів у процесі еволюції. Ці питання викладені у 2-му розділі.
Майже 150-річний період розвитку теорії еволюції підтвердив не тільки правильність основних положень дарвінізму, логічність міркувань і доказів, а й підкріпив ці положення даними інших наук, перш за все палеонтології і генетики. Основні положення сучасної теорії еволюції викладені в 3 чолі.
Сучасна еволюційна теорія широко використовує дані генетики. Такі розділи еволюційної теорії як видоутворення і роль еволюційних факторів сьогодні неможливо зрозуміти без знань загальної і популяційної генетики. Цим питанням в посібнику приділено велику увагу в 4 чолі.
Вивчення проблем макроеволюції, особливо еволюції онтогенезів, а також еволюції органів і систем органів, дає можливість зрозуміти причини виникнення онтогенетически і філогенетично обумовлених вад розвитку у людини, намітити шляхи їх ранньої діагностики та профілактики. Цим питанням присвячена 5 глава посібника.
Шоста глава присвячена питанням антропогенезу і еволюції людських популяцій. У цьому розділі розкриваються сучасні уявлення про походження людини на основі даних порівняльної анатомії, ембріології, палеонтології, біохімії, генетики та інших наук.
В кінці кожного розділу даються контрольні питання для перевірки знань. У посібнику подані приблизні теми для обговорення на семінарі і список основної та додаткової літератури для самостійної підготовки до заняття.
1. Історія еволюційних навчань. Основні положення вчення Ч. Дарвіна.
2. Що таке синтетична теорія еволюції, її основоположники?
3. Поняття мікро- і макроеволюції.
5. Елементарні еволюційні фактори (мутації, популяційні хвилі, ізоляція, дрейф генів, природний відбір).
6. Характеристика мутаційного процесу.
7. Роль в видоутворенні ізоляції і дрейфу генів. Види ізоляції.
8. Природний відбір. Ефективність і швидкість природного добору. Творча роль природного відбору.
9. Форми природного добору, що діють в природних популяціях.
10. Шляхи і способи видоутворення.
11. Співвідношення онто- і філогенезу в еволюції органів і систем органів.
12. Антропогенез. Основні етапи і механізми еволюції людини.
13. Популяційна структура людства. Раси і расогенез.
14. Особливості дії еволюційних факторів у людських популяціях.
15. Поняття генетичного вантажу і його біологічна сутність.
16. Особливості сучасних людських популяцій.
3. Яблоков А.В. Юсуфов А.Г. Еволюційне вчення (Дарвінізм): Учеб. для біол. спец. вузів. - 3-е изд. перераб. і доп. - М. Вища. шк, 1989 - 335 с.
1. Айала Ф. Введення в популяційної і еволюційну генетику: Пер. з англ М. Світ, 1984.- 232 с.
2. Берман З.І. Зелікман А.Л. Полянський В.І. Полянський Ю.І. Історія еволюційних навчань в біології. - М.-Л. Наука, 1966. - 324 с.
3. Біологічна еволюція і людина. / Под ред. Рогинского Я.Я. М. 1 989.
6. Інге-Вечтомов С.Г. Генетика з основами селекції. М. 1 989.
7. Історія біології (з початку ХХ століття до наших днів). М. "Наука", 1975. - 660 с.
8. Северцов А.С. Основи теорії еволюціі.-М. Изд-во МГУ, 1987.-320 с.
Надруковано в друкарні КГМА, м Кіров, вул. К. Маркса, 112.
Тираж 110. Замовлення 324.