Реферат: Методы изучения эволюции человека
Изучение I этапа проводят методами палеонтологии (изучение ископаемых останков) и сравнительной анатомии. Для изучения эволюции на II этапе присоединяются методы археологии, т.к. на II этапе появляются первые элементы материальной культура (орудия труда, наскальные рисунки, жилища). Эволюция на современном этапе изучается с помощью иммунологического, цитогенетического и молекулярно-генетического методов.
Для датировки возраста ископаемого материала (кости, предметы материальной культуры) используют физические методы, в частности, радиометрию. С помощью массспектрометров изучают изотопный состав ископаемых объектов. По соотношению элементов с учетом периода полураспада радиоактивных изотопов, входящих в его состав (углерод) выявляют возраст образца.
Биохимический метод. Кости содержат в своем составе коллаген, который разрушается очень медленно. На этом основан коллагеновый метод – чем меньше коллагена в образце, тем он более древний.
Иммунологический метод – используется для определения прямого родства организмов друг с другом на основе изучения иммунологических реакций «антиген-антитело». С этой целью из ископаемого биологического материала (кости) извлекают следовые количества белка, который используют для получения антител. Эти антитела используют в иммунологических реакциях с белками (антигенами) современных видов. Иммунологически к человеку наиболее близки шимпанзе, далеки – орангутанги.
Цитогенетический метод основан на изучении кариотипа при дифференциальной окраске хромосом. Метод возможен только у нынеживущих видов. Так, сравнительный анализ кариотипа человека и человекообразных обезьян показал, что у человека – 23 пары хромосом, у обезьян (шимпанзе) – 24. При этом оказалось, что 13 пар хромосом идентичны. Хромосома 2 человека представляет две соединенные в области центромеры хромосомы шимпанзе. В восьми хромосомах человека имеются инверсии (повороты на 1800С) в отличие от гомологичных хромосом шимпанзе. Все это доказывает существенную роль хромосомных перестроек в эволюции не только человека, но и всего живого.
Современные популяции человека характеризуются полиморфизмом гетерохроматиновых районов хромосом. Например, у разных народов отличается средний размер длинного плеча Y-хромосомы. Межпопуляционные различия характерны для размеров Q- и С-сегментов гетерохроматина. Т.о. при изучении эволюции современного человека используется популяционно-цитогенетический метод.
Молекулярно-генетические методы основаны на сопоставлении аминокислотных последовательностей белков и нуклеотидных последовательностей ДНК с целью определения степени их родства – «молекулярные часы». Зная скорость возникновения нейтральных мутаций можно ориентировочно рассчитать возраст данной последовательности ДНК. Анализ ДНК показал, что дивергенция человека и шимпанзе возникла более 7 млн. лет назад. У человека и шимпанзе более 99% белков (а, следовательно, структурных генов, абсолютно идентичны. Т.о. различия между человеком и шимпанзе обусловлены эволюцией, прежде всего, регуляторных генов. Однако, не следует забывать, что многие белки человека сходны не только с шимпанзе, но и с др. животными. Более того, в состав любого белка (от простейших до человека) входят одни и те же аминокислоты и в ходе эволюции ни одной новой аминокислоты не возникло. Также остался неизменным за миллионы лет и генетический код. Это говорит об исключительной стабильности того фундамента, на основе которого развивается абсолютно все живое. Следовательно, с одной точки зрения человек такой же родственник шимпанзе, как и дрозофиле (с разницей в несколько миллионов лет). Но с другой стороны, шимпанзе никак нельзя считать предком человека, поскольку в эволюции они шли совершенно в разных направлениях.
3-й этап эволюции современного человека характеризуется преобладанием социальных факторов. На современном этапе биологическая эволюция человека видоизменилась, проявляясь в возникновении широкого генетического полиморфизма. Генетический полиморфизм обеспечивает разнообразие генотипов, которые по-разному реагируют и адаптируются к условиям среды. Это обеспечивает внутривидовую дифференциацию человечества на расы и адаптивные экологические типы.