Формирование длинного хобота у предков современного слона. История слонов, носорогов, лошадей. Ящерицы эволюционируют в танцоров

Люди делятся не только на обычных и , а и на эволюционистов и креационистов. Аргумент вторых в пользу того, что все живое на Земле создал Бог, звучит железно: «Если от обезьяны, то почему нынешние обезьяны не спешат превращаться в людей?»

Скорость жизни человека и скорость эволюции видов животных и растений совершенно не совпадает. Чтобы увидеть вечное, надо для начала научиться следить за движением часовой стрелки или за тем, как растет трава.

И тогда мы поймем, что кроме обезьяны и человека на планете есть существа, чьей эволюции без специальной подсказки мы и не замечали.

1. Слоны эволюционируют, теряя бивни и привлекательность для браконьеров

На слонов издавна охотились ради малой части их гигантских туш - слоновой кости, т.е. бивней. Убьют охотники слона, бивни отрубят, а труп оставляют мухам и гиенам. В 1989 году во всем мире была навсегда запрещена торговля слоновой костью. К тому времени в Африке осталось не больше миллиона диких слонов. Но табу на торговлю бивнями попросту загнало живодерскую отрасль в тень, посему слонов убивать не перестали. Ежегодно популяция гигантов в дикой природе сокращается на 7,5%. И сегодня их насчитывается уже меньше полумиллиона. И всё из-за браконьеров.

Люди доброй воли не смогли помочь слонам выжить, поэтому хоботные решили справиться с проблемой самостоятельно - путем естественного отбора. Чтобы не выглядеть жертвой в алчного охотника, слоны все чаще рождаются без бивней. Численность «непривлекательных» слонов за последние годы увеличилась с 2 до 5%. А в одном из африканских заповедников 38% слонов разгуливают на свободе без своего грозного оружия, такими родились они.

В процессе естественного отбора самки слонов стали предпочитать тех самцов, у которых нет бивней. Рожденные с бивнями рискуют не дорасти до брачного возраста и поймать пулю.

Бивни слонам очень нужны. Чтобы рыть землю и сражаться с неприятельски настроенными собратьями. Но природа решила, что лишиться этого важного инструмента - лучше, чем жить в постоянном страхе за жизнь свою и своих родственников.

2. Российские собаки учатся ездить на метро

Сегодня в Москве, и то по заниженным данным, проживают 35 тысяч бродячих собак. Их расплодилось так много после распада Советского Союза, когда система отлова диких синантропных животных приказала этим животным долго жить. За несколько поколений жизни в каменных джунглях, среди людей и , эти собаки стали весьма умны, гораздо сообразительнее и хитрее, чем их домашние собратья. По разным причинам до детородного возраста доживают лишь 3% щенков. Кого-то убивают, кого-то съедают. Выживают только самые сметливые, идеально приспособленные к жизни в мегаполисе, со всеми его сомнительными прелестями вроде метрополитена.

Сотни собак поселились на станциях метро, и научились путешествовать от станции к станции. Их жизнь протекает под землей, они знают, в какую смену и на какой станции работает бабка, которая их подкармливает. День за днем они ждут своих поездов, забираются в вагоны, засыпают и пробуждаются на нужных станциях. В этом собакам помогает нюх - каждая станция пахнет по-своему.

И это еще не всё. Стаи диких собак организовали процесс попрошайничества по научному - самых маленьких и умильного вида собачек вожаки отправляют клянчить пищу, большие занимаются отгоном чужаков и разбоем, нападая на слабосильных бомжей, которые нашли какую-то пищу на помойке, предназначенной для столичных собак.

3. Рыбка из реки Гудзон приобрела иммунитет к токсичным отходам

С 1947 по 1976 год река Гудзон в Северной Америке считалась самой грязной на материке. Из-за миллионов фунтов асбестола, спущенного в воду Гудзона компанией «Дженерал Электрик». Вот как это было:

У животных, обитавших в Гудзоне, было два выхода - или вымереть или мутировать в каких-нибудь «нинзя-черепашек». Второй вариант предпочел местный вид тресковых рыб, атлантический томкод.

За 20-50 поколений томкод сделал с собой то, на что нормальные рыбы затрачивают тысячи лет. Патриот Гудзон-реки эволюционировал и приобрел иммунитет к яду, растворенному в волнах отечества. За счет того, что лишился генов, чувствительных к подобным токсинам. То есть, рыбка спасла свою ДНК от . И, разумеется, почувствовала себя в грязном Гудзоне хозяйкой. На радость рыбакам - тем из них, кто не боится мутантов. Ведь томкод, говорят, добыча вкусная.

Некоторые любят, глядя на птиц, даже на помойных голубей, говорить: вот они, динозавры. Намекая на древность класса пернатых. Да и на крокодилов (бревно бревном, в зоопарке) почитатели смотрят с восхищенным уважением - вот они, мол, старейшие жители Земли. Дескать, у рептилий все в прошлом, а то нынешнее, что осталось, надо беречь.

А между тем и пресмыкающиеся в наше время продолжают активно эволюционировать.

4. Ящерицы эволюционируют в танцоров

Знакомьтесь, это сцелопорус - заборная игуана:

Миллионы лет эти спокойные ящерки жили себе, не тужили в Северной Америке, до тех пор, пока в среде их обитания 70 лет назад не появились т.н. огненные муравьи. У агрессивных насекомых на новом месте не обнаружилось естественных врагов. Хуже того, этих вредителей никакая химия не берет. 12 огненных муравьев, нападая четко и слаженно, запросто и за минуту убивали своими укусами заборную игуану на еду. Обгладывая до косточек.

Чтобы под жалами букашек, заборные игуаны отрастили длинные задние лапы, на которых они могут… танцевать, сбрасывая назойливых мурашей с тела на землю. Муравьи не успевают впрыснуть яд в мягкие ткани ящерицы, а сама она успевает смыться.

Танцевальные таланты передаются от старых игуан малышам. Юным ящерицам страшны любые муравьи, не только огненные, поэтому они чуть ли не с рождения предаются рептильному брейк-дансу. И помогает…

5. Еще одни ящерицы из хищников превращаются в травоядных

Да, и среди гадов ныне встречаются убежденные веганы. Забавная эволюционная история приключилась с итальянской руинной ящерицей, вот с такой:

В 1971 году зоологи из решили поселить руинную ящерицу в новом для нее месте - на одном из хорватских островов Адриатики. Десять экземпляров твари высадили на неизведанную сушу. Естественных врагов у руинной ящерицы в Хорватии не нашлось, люди на рептилий внимания не обращали. Местным хвостатым конкурентам пришлось потесниться и вымереть - гости из Италии их попросту выели начисто. И стали «думать», как жить дальше - то бишь, что теперь им кушать в замкнутом биотопе гостеприимного острова.

Den Den (письмо в Редакцию): Хотел бы задать три вопроса, возникшие после посещения Музея им. Дарвина в Москве: 1) Как ученые определяют принадлежность к хищникам или нехищникам первых существ на земле, следы которых остались только в окаменелостях (возможность определить по зубам, как я понимаю нет) ? и какие факторы эволиции способствовали появлению хищников или не хищников из простых одноклеточных? 2) Как я понял было два больших вымирания существ - а какова причина первого вымирания? (под вторым я понимаю вымирание динозавров). 3) Очень удивили предки текущих животных - а какие факторы послужили росту хобота у слона? Необходимость поливать себя в жаркую погоду и доставать пищу с деревьев? Заранее спасибо за ответы!

Станислав Дробышевский: 1) Существует огромное количество современных существ, питающихся самыми разными способами. Сравнивая древние останки с современными известными, можно узнать о питании даже по отпечаткам ног, фалангам и рёбрам. Иногда же сохраняется не так мало, и ротовой аппарат более-менее установим, так что тип питания определить вполне можно. Факторы появления хищничества - наличие ресурса, то есть тех, кого можно съесть. Если есть доступная еда, рано или поздно возникнет тот, кто будет её есть. Хищником быть по-своему выгодно, ведь можно получить калорий много и сразу.

2) Я так понимаю, Вы говорите про пермь-триасовое вымирание. Подробно про его причины Вы можете прочитать в книге Еськова "Удивительная палеонтология". А краткая суть такая: материки из единой Пангеи стали расползаться, климат стал меняться, да к тому же появились насекомые с водными личинками, которые выносили фосфор и прочие микроэлементы из вод на водоразделы. В то же время возникли растения с нормальными корнями, которые закрепили почвы, что препятствовало стоку обратно в воды. В сумме, это привело к фитопланктонному кризису (водорослям не хватало микроэлементов), отсюда - зоопланктонный кризис, отсюда - вымирание всех более высоких трофических уровней.

3) Предки слонов были с виду чем-то типа тапира, своим недохоботом они загребали водные растения себе в рот. Дальше - больше, хобот оказался очень полезным многофнкциональным инструментом, вот и вырос до нынешнего великолепия.

Вадим: Пож-та объясните/поправьте: главный (единственный?) носитель наследственной информации цепь ДНК (по крайней мере гены в кодирующей части) можно ассоциировать с описанием набора белков-кирпичей (или инструкций по их изготовлению), из коих строится организм. Где и как в зиготе зашита информация о том, когда, куда и какие белки требуются, т.е. архитектурная схема будущего организма, программа экспрессии генов (вкл/выкл), дифференциации клеток и пр.? В ДНК? Как можно в нескольких миллиардах фактически бинарных значений зашифровать безумно огромный массив информации о структуре организма из триллионов сложно взаимодействующих клеток? Спасибо.

Светлана Боринская: Сама по себе программа развития организма, закодированная в ДНК, не работает. Для ее реализации нужны "запускающие" сигналы, которые поступают из клетки и из внешней среды (для млекопитающих сигналы извне идут через организм матери). "Архитектура" определяется последовательностью включения генов. А эта последовательность, в свою очередь, определяется сигналами от других генов и из цитоплазмы клеток. Сигналы могут поступать в виде регуляторных белков, связывающихся с ДНК и включающих или выключающих гены, или в виде особых маленьких молекул РНК (микроРНК), которые не кодируют белки, но участвуют в регуляции процессов их синтеза. Процесс развития не детерминирован жестко, он вероятностный и основан на командах "если..." =>"сделай так". "Если" - это концентрации белков, микроРНК и некоторых важных метаболитов в клетках, наличие определенных сигнальных молекул, а "сделай так" - это включи/выключи определенные группы генов. Работа конкретных наборов генов ведет к росту, дифференцировке клеток и морфогенезу (перемещению клеток, а также запрограммированной смерти нужных групп клеток).

Последовательная более или менее скоординированная реализация команд и ведет к формированию схемы тела.

Более подробно можно посмотреть в учебниках, например Гилберт С. Биология развития в (3-х томах), его текст доступен в интернете.

Письмо в редакцию : Краткий вопрос Александру Маркову - каковы по его мнению причины, по которым за последние 20 тысяч лет мозг человека стал уменьшаться, ну и главное каким образом, при помощи какого механизма отбора, по его мнению, это могло происходить? Могли ли на этот процесс повлиять трудные, по сравнению с животными, человеческие роды? И действительно ли у человека роды труднее, и опаснее для жизни матери, чем у других млекопитающих?

Александр Марков: Не скажу за всех млекопитающих, но определенно труднее и опаснее, чем у других больших человекообразных обезьян (см., например:

Karen Rosenberg, Wenda Trevathan, 1995. Bipedalism and human birth: The obstetrical dilemma revisited). Теоретически, это обстоятельство может способствовать отбору на уменьшение мозга, равно как и отбору на рождение детей на более ранних стадиях развития. Кроме того, большой мозг требует для своей работы, а главное - для своего развития больших энергетических затрат. Это ведет к росту нагрузки на родителей, и соответственно, к снижению среднего числа детей, которых может вырастить пара родителей. Поэтому следует ожидать, что если по каким-то причинам положительное влияние большого мозга на приспособленность (т.е. на выживаемость и эффективность размножения) снижается, то мозг будет уменьшаться.

Свои соображения по поводу возможных причин уменьшения мозга в последние 20-30 тысячелетий я изложил в книжке "Эволюция человека" (том 2, глава 4). Вот цитата оттуда:

"...Пока в среде не очень много мемов, интеллект резко повышает конкурентоспособность. Однако преимущества высокого интеллекта сглаживаются, когда среда насыщается легкодоступными мемами. Эволюционная редукция интеллекта может иметь место и в том случае, когда зависимость репродуктивного успеха от количества усвоенных мемов становится слабее... По мнению авторов, в современном человечестве наблюдается и то и другое. Поэтому есть все основания ожидать, что если сейчас в человеческой популяции и происходит эволюция разума, то направлена она не в сторону поумнения, а как раз наоборот.

Как ни грустно, но это модельное предсказание подтверждается антропологическими данными. Рекордные показатели среднего объема мозга были достигнуты сапиенсами в начале верхнего палеолита (около 40–25 тыс. лет назад). С тех пор и до сегодняшнего дня средний объем мозга людей если и менялся, то в сторону уменьшения. По данным С. В. Дробышевского, около 27–25 тыс. лет назад средний объем мозга людей начал уменьшаться. Начиная с 10 тыс. лет назад эта тенденция стала особенно заметной. Отчасти это может быть связано с климатическими изменениями, поскольку у нашего вида «имеется хотя и не строгая, но явная закономерность увеличения длины тела и массы мозга в периоды оледенений и уменьшения в периоды потеплений» (Дробышевский, 2010). 10–12 тыс. лет назад как раз началось очередное межледниковье – теплый период между оледенениями. Но возможна и иная интерпретация. Верхнепалеолитическая «культурная революция» привела к резкому увеличению объема полезной информации, передающейся из поколения в поколение путем культурного наследования. Иными словами, люди стали получать гораздо больше ценных знаний и навыков от родителей и соплеменников. Культурная среда так насытилась полезными мемами, что в дальнейшем людям для выживания и успешного воспроизводства, по-видимому, уже не требовался такой высокий интеллект, как прежде. Если не нужно до всего доходить своим умом и огромный объем готовых полезных знаний тебе в детстве взрослые скармливают с ложечки, то можно обойтись и мозгом поменьше, раз уж это такой дорогой орган. То же самое можно сформулировать в более оптимистичной манере: благодаря развитию культуры люди стали использовать свой мозг эффективнее, и поэтому его масса стала менее важна, чем «качество наполнения». Кроме того, по мере развития трудовой специализации знания и навыки распределялись между членами общины. Не обязательно все помнить самому, если в любой момент можно спросить у «специалиста». Все это могло привести к тому, что наметившаяся свыше двух миллионов лет назад эволюционная тенденция к увеличению мозга дала «задний ход» с расцветом культуры."

Вадим: Скажите пожалуйста, есть ли статьи, исследования, научные работы либо хоть какая-то достоверная информация по поводу связи географии и групп крови представителей различных стран / наций / археологических находок древних людей и анализ этой связи.

Светлана Боринская: Исследования географии распределения групп крови были начаты супругами Гиршфельд во время I мировой войны. Они определяли группу крови солдат и заодно спрашивали, откуда те родом.

В 1950-е годы английским исследователем Артуром Мурантом был создан атлас частот разных групп крови у населения разных стран, считающийся классической работой: Mourant A.E., Kopec A.C., Domaniewska-Sobczak K. (1976) The distribution of the human blood groups and other polymorphisms. London: Oxford University Press. 1055 p. (первое издание в 1954 году)

Л.Л.Кавалли-Сфорца, один из известнейших популяционных генетиков мира, использовал данные Муранта в своей книге "История и география генов человека" (Cavalli-Sforza LL, Menozzi P, Piazza A (1992) The History and Geography of Human Genes. New Jersey: Princeton University Press. 413 p.)

Сейчас определение групп крови переходит от серологических методов к прямому анализу ДНК, так что можно ожидать появления более детальных генетических данных. Впрочем, и без этого группы крови относятся к наиболее изученным на популяционном уровне признакам человека.

Для населения бывш. СССР сведения о распределении групп крови обобщены в книге "Генофонд и геногеография народонаселения" (Под редакцией Ю.Г. Рычкова). Том 1. Генофонд населения России и сопредельных стран. СПб.: Наука. 2000. 611 c.

Примеры определения групп крови по ДНК в древних останках:

Halverson MS, Bolnick DA. An ancient DNA test of a founder effect in Native American ABO blood group frequencies. Am J Phys Anthropol . 2008 Nov;137(3):342-7.

Sato et al. Polymorphisms and allele frequencies of the ABO blood group gene among the Jomon, Epi-Jomon and Okhotsk people in Hokkaido, northern Japan, revealed by ancient DNA analysis. J Hum Genet . 2010 Oct;55(10):691-6.

Иван Грухин: Добрый день! Уже много было озвучено про различные методы датирования, но мне пока не встречалась информация о быстродействии этих методов. Грубо говоря, сколько проходит времени от помещения образца в анализатор до получения результата у разных методов?

Булат Хасанов: Современные методы измерений (такие как ускорительный масс-спектрометр, например) позволяют определить радиоактивность образца довольно быстро, за часы. Однако перед самим измерением необходимо образец подготовить. В случае радиоуглеродного анализа необходимо отделить углерод образца от постороннего углерода, попавшего в образец, пока тот тысячи лет находился в грунте. А потом этот углерод следует перевести в форму, подходящую для измерительного прибора (например в графит). Для разных материалов методы подготовки проб разные, и время, которое такая подготовка занимает, тоже разное. Для костей, например, оно составляет в среднем около месяца. Для люминесцентных методов датирования важно выделить минерал с подходящими свойствами, например кварц. Такое выделение тоже может занимать недели. У каждого из методов датирования свои особенности, но общее правило такое - само измерение проходит сравнительно быстро (часы - сутки), а вот подготовка проб занимает гораздо более продолжительное время (недели).

Пожалуй, ни одно животное в мире не было так обижено, как слон. Эти гигантские растительноядные являются самыми большими обитателями суши, но ? Практически ничего. Начнем с того, что многие ошибочно приписывают слонам предка-мамонта. Но это в корне неверно. Мамонты, мастодонты и слоны – это совершенно разные семейства. А кто же входит в слоновью семью? Давайте-ка разберемся.

1 Эритерий (60 млн. лет назад)

Древние предки слонов отнюдь не были такими гигантами. Да и хобот у них был только в наметках. Самый первый про-слон, которого обнаружили ученые, это эритерий. Совершенно небольшой зверек весил до 5 килограммов. Идентифицировать его удалось лишь по отдельным фрагментам челюсти, но этого хватило, ведь именно зубы служат отличительной чертой хоботных.

2 Фосфатерий (57 млн. лет назад)

Фосфатерий – следующий в ряду пра-пра-пра наших серых гигантов. И он уже ощутимо больше: по тем фрагментам, которые сохранились с далеких времен его существования, можно определить рост (не более 30 см) и вес (до 17 кг). Ученые пришли к выводу, что зверек был всеядным.

3 Меритерий (35 млн. лет назад)

Полуводное животное, обитавшее по краям водоемов – меритерий, у которого уже есть начатки хобота и длинные разделенные резцы, из которых потом образуются бивни слонов. И да, они были больше – весили до 250 кг, а в холке достигали 1,5 метров.

4 Баритерий (28 млн. лет назад)

Высотой до трех метров, с большим черепом и довольно развитыми, торчащими из под носа-хобота клыками – если бы вы встретились с баритерием, он бы вас точно напугал. Чего только стоили клыки, из которых в будущем разовьются бивни, выступающие и из нижней, и из верхней челюсти – явно не только для добывания пищи!

Примерно в это же время жили и вымирали палеомастодонты. Их отличали явные слоновьи черты: строение тела, черепа, наличие бивней, которые уже не участвовали в жевании. На нижней челюсти они были лопатообразными, ученые подозревают, что ими животные пользовались для добывания пищи в верхнем слое земли.

6 Дейнотерий (17 млн. лет назад)

Строго говоря, являлся ли дейнотерий предком слона, ученые не уверены. Вполне может быть, что это просто отдельная ветвь эволюции, которая не дожила до наших дней (но ранние люди ее видели, ведь дейнотерии исчезли 2 млн. лет назад). Ну и страшные же были звери: с бивнями загнутыми вниз, огромным хоботом, массивным (до 1,2 м черепом), высотой до 4,5 метров!

7 Платибелодон (15 млн. лет назад)

Еще один представитель хоботных на пути к современности обзавелся грозными бивнями, торчащими вперед, и мощной нижней челюстью с зубами-лопатами. Обитали платибелодоны, как сейчас говорят, повсеместно: в Америке, Евразии и Африке.

8 Гомфотерий (3,6 млн. лет назад)

Добавьте современному индийскому слону-милашке острые бивни на нижней челюсти, разогните те, которые на верхней, и получится гомфотерий. И вид у него будет уже не такой дружелюбный. От современных слонов бивни гомфотериев отличалась тем, что на них была самая настоящая зубная эмаль!

9 Стегодоны (2,6 млн. лет назад)

Высота 4 метра, длина 8 метров + 3 метра бивней делают этих вымерших хоботных одними из самых крупнейших предков слонов. Последние экземпляры сохранились на острове Флорес до 12 тыс. лет назад в карликовом виде, там, где были обнаружены хоббиты (человек флорентийский). Вид настолько близок к современным, что в слонах парка Бардиа до сих пор проявляются черты стегодонов.

10 Примельфасы (2,6 млн лет назад)

И вот, наконец, мы подошли к самому близкому родичу слонов – фактически, это его предок, примельфас, или «первый слон». Именно он дал начало ветвям слонов, мамонтов и мастодонтов. На современного слона, между тем, он был не очень похож, так как у него было четыре бивня, но, что поделаешь, все равно – родня.