Экологические аспекты эволюции человека

Образно о связи человека с природой сказал немецкий философ В. Холличер: «Тело человека построено из атомов, число которых достигает порядка 1027. Некоторые из этих атомов, возможно, возникли еще в глубине звезд (и очень вероятно, вновь будут сиять в звездах).

Наукой разработаны методы для изучения изменений, происходивших в историческом прошлом Земли, в том числе геологические особенности, климат, растительный и животный мир. Методы включают послойное исследование ископаемых, изучение пыльцы растений, позволяющие судить о том, к какому типу климата эти растения приспособлены.

Методы углеродного и других видов датирования позволяют оценить возраст ископаемых остатков растений.

Палеомагнитные исследования позволяют сделать вывод об изменении полюсов Земли и т.д. Изучение геологического прошлого Земли показывает, что она много раз меняла свой лик. Перемещались и блуждали ее полюса, процессы горообразования приводили к тектоническим смещениям земной коры, континенты «дрейфовали», перемещаясь по мантии, а сама планета то нагревалась, то охлаждалась. Охлаждение сопровождалось обширными оледенениями. Во время оледенений уровни океанов падали, поскольку вода концентрировалась на суше в виде снега и льда.

Впервые гипотеза о дрейфе континентов была обоснована в 1912 г.

ми, нашла затем подтверждение в различных научных фактах. К геологическим фактам, подтверждающим дрейф континентов, относятся рифты — гигантские разломы земной коры. Рифты известны не только на суше, но и в океанских глубинах. Изучение растительности и животного мира подтверждает существование связей между материками. Например, родственные пресноводные организмы, для которых соленый Атлантический океан является неодолимой преградой, в настоящее время распространены на территории Африки и Южной Америки, что доказывает единство этих материков в древности. Находки окаменелостей тропических рептилий в Антарктиде — убедительное свидетельство дрейфа континентов и изменения климата.

Согласно современным научным представлениям, в палеозое (200 млн лет назад) на юге нашей планеты располагался большой участок суши — Пангея. Уже в конце палеозоя этот участок разделился на две части — северную Лавразию и южную Гондва- ну. В результате дрейфа в течение мезозоя (180 млн лет назад) к концу этой эпохи Лавразия разделилась на Северную Америку и Евразию, а Гондвана распалась на Южную Америку, Африку, Антарктиду, Австралию и Индостан, который тогда был огромным островом, дрейфующим в сторону Азии.

Дрейф материков обусловил и своеобразие животного мира на всех континентах. Динозавры, жившие в палеозое, распространились по всему первичному континенту, поэтому их останки находят во всех регионах мира. Когда началось деление континентов, сменившие рептилий млекопитающие не смогли передвигаться так же свободно, поэтому на каждом континенте появились свои доминирующие формы. Австралия стала обителью примитивных сумчатых, в Южной Америке, некоторое время соединявшейся с Австралией, также сохранилось несколько разновидностей сумчатых. Здесь возник своеобразный отряд плацентарных, к которому относятся муравьеды, броненосцы, ленивцы.

В Африке появились древние слоны, в Америке — древние лошади. Когда через продолжительное время материки опять состыковались в результате дрейфа, зоологические отряды и семейства распространились и образовали новые формы.

Экологические факторы гоминизации обстоятельно проанализированы Р. Фоули (1990). Он показал, что возникновение

и*

вида с признаками, расцениваемыми как сугубо человеческие, не было предопределено заранее, а обусловлено адаптацией к меняющимся условиям среды.

Гоминиды и люди, подвергаясь действию эволюционных факторов, благодаря приобретенным адаптивным особенностям смогли выжить. Р. Фоули выделяет внешние и внутренние движущие силы человеческой эволюции. К внутренним силам он относит филогенетическое наследие (размеры тела и признаки млекопитающих и приматов), которое в значительной мере определило ход последующей эволюции гоминид. Оно явилось тем субстратом, на который должен был воздействовать естественный отбор. Внешняя сила эволюции — меняющаяся окружающая среда. Многие качества гоминид, отличающие их от других приматов, находят адаптационные объяснения, например, двуногое передвижение, которое повлекло за собой анатомическое изменение стопы с выравниванием большого пальца для совершенствования опоры. Изменились соотношения верхних и нижних конечностей: у большинства высших и низших обезьян верхние конечности длиннее нижних или имеют такую же длину. Изменилось строение таза, который у гоминид, включая человека, должен выдерживать большую нагрузку. Таз, превратившись в опору для позвоночника, укоротился и приобрел шарообразную форму. Позвоночник стал более массивным, особенно в нижней части, в нем появился S-образный изгиб для оптимального распределения нагрузки. Большое затылочное отверстие черепа переместилось вниз. По данным изучения ископаемых находок, бипедия впервые появилась у афарского австралопитека примерно 5 млн лет назад. Изучение бедренной кости «Люси» показало, что локомоция совершенствовалась постепенно. Этот австралопитек, возможно, прибегал к двуногому хождению чаще, чем к какому-либо другому способу передвижения, хотя походка его отличалась от походки современного человека, о чем свидетельствуют длина бедренной кости, относительно размеров тела аналогичная шимпанзе, и изогнутые фаланги пальцев рук — признак, характерный для древесных приматов.

Эволюция человека сопровождалась увеличением не только мозга, но и размеров тела. Если самые первые гоминиды были невысокими и весили зачастую менее 30 кг, то позднее некоторые из них имели крупные размеры и массивное телосложение.

У животных, особенно у млекопитающих, эволюционные изменения сопровождались увеличением размеров тела (эволюционный закон Копа). Это можно наглядно проиллюстрировать на примере эволюции лошади, чьи предки в эоцене были величиной с небольшую собаку. Крупные размеры тела дают животным преимущества в плане выживания в условиях межвидовой конкуренции. С увеличением массы тела связывают и такие особенности, как развитие интеллекта, совершенство терморегуляции и метаболизма, увеличение продолжительности жизни.

С появлением Homo erectus размеры тела гоминид начали увеличиваться быстрее.

Считают, что увеличение размеров тела у гоминид имело значительные экологические и эволюционные последствия. Оно сопровождалось возрастанием абсолютных, но снижением относительных потребностей в пище, т.е. с укрупнением гоминид их зависимость от источников пищи менялась, что способствовало расширению территории, по которой гоминиды перемещались в поисках пищи на протяжении года. Увеличение размеров тела сопровождалось возрастанием мобильности, что сильно влияло на адаптационные способности и сопровождалось увеличением продолжительности жизни.

Первые представители семейства гоминид были органической частью природы и полностью зависели от нее. Биологические закономерности играли основную роль в их адаптации к меняющимся условиям среды. Климатические изменения сказывались на облике гоминид, усиливали процессы морфологической изменчивости, способствовали расообразованию. Природные преграды (непроходимые леса, бурные реки) на первых этапах развития человека регулировали обмен генами между древними популяциями и усиливали их дивергенцию в условиях изоляции.

Появление человека разумного в огромной степени обусловлено климатическими факторами.

К завершению антропогенеза человек, сохраняя свою биологическую основу, превратился в существо социальное. В его существование и деятельность включаются социальные факторы, постепенно начинающие играть ведущую роль в развитии общества. Взаимодействие человека и природы менялось в зависимости от производственной деятельности и общественных отношений. Производство начинается с изготовления каменных и костяных орудий труда и проходит определенные этапы. Каждый этап расширял знания человека, вносил нюансы в его взаимоотношения с природой. В историческом аспекте выделяют три периода взаимодействия природы и общества, различающихся содержанием трудовых процессов, а также интенсивностью влияния средовых факторов на биологию человека и обратных антропогенных воздействий.

Первый период, наиболее длительный, характеризовался слабым по интенсивности воздействием человека на природу, охватывал многие тысячелетия — от появления первых орудий труда и человека на Земле до классовых общественных формаций с высоким уровнем развития производства.

Второй период совпал с интенсификацией производства, начиная с появления классовых формаций до эпохи империализма.

Третий период — научно-техническая революция (НТР).

В первый период очень важная для сохранения человека как вида и его дальнейшей эволюции способность к коллективному труду и возникшая на этой основе социальная организация общества. Первобытные коллективы, способные к согласованным действиям, быстрому и более эффективному усовершенствованию орудий труда, имели больше шансов выжить в самых экстремальных условиях. Древний человек, непрерывно совершенствуя орудия труда, предметы быта и культуры, пришел к оседлости.

В зависимости от природных условий складывались типы культурно-хозяйственной деятельности и темпы их развития.

Уже в позднем палеолите сформировались основные хозяйственно-культурные регионы:

• европейский приледниковый — охотников и рыболовов;
• сибирско-китайский — скотоводческий;

• африкано-средиземноморский — с ранним развитием орошаемого земледелия и скотоводства;
• юго-восточноазиатский — с долговременным сохранением собирательства и охоты.

Взаимодействие между хозяйственным коллективом и освоенной им территорией на разных этапах человеческой истории носит название антропогеоценоза. Сходные условия среды порождают аналогичные виды производственной деятельности. Наиболее важная функциональная связь в антропогеоценозе осуществлялась через труд и пищевые цепи. Своеобразие пищевых цепей определяется не только составом и количеством пищи, но и физико-географическими особенностями среды с локальной недостаточностью или переизбытком жизненно важных элементов. Выделяют два типа антропогеоценозов — потребительский и преобразующий. К первому типу относятся хозяйственные коллективы собирателей, охотников, рыболовов, второй связан с земледелием.

Для ранних стадий общественного развития большое значение имело богатство занимаемой территории пищевыми ресурсами. От этого зависел рост населения, его плотность. Поэтому в эпоху палеолита и в бронзовом веке археологи отмечают неравномерность общественного развития.

Прогресс в хозяйственном развитии одних регионов и отсталость других связаны с географическими факторами, получающими на определенной исторической стадии наибольшее значение. Например, климат Австралии был своеобразным препятствием для развития земледелия: в засушливых местностях аборигены вели кочевой образ жизни, в увлажненных районах растительной и животной пищи было достаточно. В древней Австралии не было копытных животных и не существовало скотоводства как промежуточной стадии между охотой и плужным земледелием.

В науке преобладало мнение, что на первом этапе взаимодействие человека и природы было гармоничным, а негативные влияния на среду стали проявляться, когда техника достигла высоких ступеней развития и начала быстро расти численность населения. Однако история человечества свидетельствует о другом.

Стихийная деятельность человека уже в эпоху неолита приводила к изменениям природы довольно крупного масштаба.

Иногда ставилось под угрозу дальнейшее существование человеческого общества. В первобытную эпоху нарушения экосистемы происходили за счет уничтожения охотниками целых видов животных. Например, в период последнего оледенения в Евразии исчезли многие крупные животные, населявшие умеренные широты Северного полушария, — мамонт, шерстистый носорог, степная форма зубра, гигантский олень. Расчет по специальной формуле показывает, что количество мамонтов на протяжении тысячелетий от начала охотничьей деятельности человека менялось мало. Но в верхнем палеолите, когда численность охотничьих коллективов значительно возросла, количество этих животных стало быстро уменьшаться, и они полностью исчезли (Будыко, 1977).

От присвоения естественных богатств природы первобытное общество переходило к их воспроизводству путем развития земледелия и животноводства.

В южных районах с плодородными землями истощение природных ресурсов привело к трансформации собирательства и земледелия.

Второй этап взаимодействия природы и человека был менее продолжительным. Связанный с появлением классовых формаций, он длился вплоть до эпохи империализма.

Для него характерны:

дальнейший рост производства и коренные изменения во взаимодействии человеческого общества с природой. Развитие орудий труда достигло в конце родоплеменного строя такого уровня, при котором труд стал более производительным и его результаты превышали минимальные потребности людей. Накопление продуктов труда стимулировало рост качества жизни, увеличение населения. В дальнейшем возросший уровень производительных сил и новые классовые формы производственных отношений, возникновение частной собственности на средства производства ослабили зависимость человека от природы, постепенно нарушились их генетические и структурные связи. От полного слияния с природой и ощущения себя ее частицей человек перешел к отрыву и противопоставлению ей. Появился идеалистический тезис: человек — царь природы (Платон).

На третьем этапе, связанном с научно-технической революцией, степень воздействия человека на природу достигла гран

диозных размеров. Ко всем описанным способам использования экосистем прибавилась отрицательная форма воздействия на природу в глобальных масштабах — загрязнение окружающей среды. Развитие атомной энергетики, синтез новых химических веществ, внедрение их в производство и быт создают новую среду — техносферу, к которой человечество вынуждено адаптироваться разными способами. Антропогенные изменения сильно воздействуют прежде всего на жизнедеятельность самбго человека. Накопление в биосфере мутагенных веществ меняет его наследственность. У современных поколений людей около 50 % болезней вызвано нарушением наследственного аппарата. Описано свыше 2 тыс. заболеваний человека, связанных с нарушением генов, около 6 % рождающихся детей подвержены наследственной патологии. При неблагоприятных условиях в общем генофонде человечества постоянно увеличивается объем измененных по сравнению с нормой генов, или генетического груза.

В естественных условиях мутации тоже происходят. Разные гены изменяются с разной частотой, но у всех организмов вероятность трансформации любого гена составляет Ю10 на клеточное поколение. Из изменившихся на их основе наследственных свойств естественный отбор формирует дальнейшую конституцию вида. Большинство естественных мутаций вредны как для организма, так и для вида в целом, и их носители погибают на той или иной стадии индивидуального развития, если функция органа или системы органов, регулируемых данными генами, в значительной степени нарушена. Мутировавшие гены элиминируют, т.е. выводятся из популяций. Если нарушение гена не влияет на жизненные функции организма, то измененные гены могут существовать и накапливаться в популяции. Полезные мутации и появившиеся в их результате гены закрепляются и распространяются в популяции благодаря тому, что их носители проходят все этапы естественного отбора и оставляют потомство.

Так как естественный отбор составляет основу эволюции, в антропологической науке с 1960-х гг. обсуждаются два вопроса: прекратилась ли эволюция человека? каково биологическое будущее человечества?

Некоторые анатомические факты (уменьшение количества нижних ребер, исчезновение некоторых позвонков, брахикефа-

лизация, редукция зубов) дали основание для предположения о том, что эволюционные процессы у современного человека не прекратились и могут проявиться в будущем в уменьшении его роста и значительном увеличении размеров головы. Хотя явления акселерации, отмечаемые повсеместно, противоречат предыдущему мнению, некоторые ученые склонны рассматривать их как эволюционные. Однако большинство ученых придерживаются мнения, что процессы видовой эволюции человека прекратились с появлением на Земле Homo sapiens. Редукция зубов, брахикефализация, акселерация не относятся к эволюционным преобразованиям, так как их изменчивость возникает под воздействием временных факторов и не имеет направленного характера. В основе эволюции лежат наследственность, изменчивость и отбор. В человеческом обществе отбор, ослабленный социальными формами защиты (одежда, жилье, медицинская помощь), потерял свою формообразующую роль.

Предметом обсуждения не только в антропологии, но и в других науках является проблема «человек и биосфера». В 1926 г.

В.И. Вернадский первым предположил, что биосфера Земли представляет собой единую динамичную, постоянно преобра- ‘зуемую систему. Преобразования в ней сказываются на всей системе в целом. Все изобретения человечества — от примитивного каменного топора до космической ракеты и компьютера — плоды умственного труда, обеспечившего гигантский рост возможностей человека, сделавшего его, по выражению В.И. Вернадского, «мощной геологической силой». Сейчас это ощущается особенно остро, ибо в результате негативных преобразований окружающей среды находится под угрозой само существование человечества.

При взгляде в будущее вызывают опасение нехватка ресурсов и возможный экологический кризис вплоть до полного загрязнения среды отходами производства. Ученые разных стран ищут оптимальное решение экологических проблем. Предполагалось в будущем вынести все виды производства, вредно действующие на биосферу, за пределы планеты. Земля же останется местом отдыха и творческого труда для большинства людей. Подчеркивая важность освоения космического пространства в век научно-технической революции, П.Л. Капица высказал мысль, что

вынесение в космос производства, вредного для биосферы Земли, может не только не решить экологическую проблему, но и создать ее в космосе. В настоящее время складывается новая отрасль научного познания — космическая экология.

Проблема «человек и биосфера» стала глобальной. Новый аспект взаимодействия человека и природы обусловливает необходимость прогнозировать мировое развитие, осуществлять глобальное моделирование процесса производства и мирового хозяйства. Глобальное моделирование — это не только многосторонние международные соглашения о пользовании ресурсами биосферы, но и организация международной системы наблюдения за состоянием географической среды, регистрирующей в ней все существенные изменения, связанные с антропогенными воздействиями. К такого рода мероприятиям относится составление программ в рамках ЮНЕСКО.