Возникновение жизни на Земле. Происхождение человека разумного

Основной (но не единственной) научной концепцией происхождения жизни на Земле является концепция абиогенного возникновения, то есть появления жизни из неживой природы. Эту концепцию выдвинул советский ученый А.И. Опарин в 20-30-ых годах 20-го века.

Примерно 4-4.5 млрд. лет назад в атмосфере Земли не было кислорода, способного окислять органические вещества, но было много аммиака NH₃, углекислого газа CO₂, метана CH₄, водяного пара H₂O. Под воздействием ультрафиолетового и рентгеновского излучения и грозовых разрядов в такой атмосфере возможно возникновение сравнительно простых органических веществ, вплоть до аминокислот, белков и нуклеиновых кислот. Возможность этого подтверждается современными экспериментами. Органические вещества накапливались в растворенном виде в водах первичного океана, образуя «органический бульон». Так протекал первый – химический – этап возникновения жизни на Земле. В его результате возникла среда для зарождения жизни.

Следующий – промежуточный – этап, по мысли А.И. Опарина, заключался в формировании сгустков органических веществ в водной среде (вероятно, в прибрежном мелководье), которые Опарин назвал коацерватными каплями или коацерватами. Возможность возникновения таких структур также подтверждена экспериментально. Наблюдается также некоторое подобие обмена веществ между коацерватами и окружающей средой.

Решающий шаг в превращении коацерватов в живые существа заключается в формировании мембран, ферментной системы и способности к самовоспроизводству. Эта стадия возникновения жизни является в настоящее время гипотетической и вызывает наибольшие споры и сомнения, вплоть до утверждений о невозможности этого шага.

Однако, так или иначе, примерно 3.5 млрд. лет назад возникли первые простейшие живые организмы, следы которых обнаруживаются в осадочных породах. Первые организмы были прокариотами и анаэробами, то есть существовали без кислорода и питались запасами «органического бульона». Важнейшие последующие этапы развития жизни на Земле – появление эукариот, многоклеточных организмов и автотрофов, способных к фотосинтезу, то есть использованию солнечной энергии и огромных запасов неорганических веществ. Эти этапы заняли архейскую эру (от ~3.5 млрд. до ~1.9 млрд. лет назад).

Жизнь стала глобальным геологическим фактором. Возникновение многих осадочных пород (известняка, мела), месторождений полезных ископаемых (осадочных железных руд), появление почвы – результат жизнедеятельности живых существ, главным образом – микроорганизмов. В результате фотосинтеза в зеленых растениях атмосфера обогатилась кислородом. Это привело к необратимым изменениям условий, способствовавших зарождению жизни на Земле. Возник озоновый слой, защищающий от ультрафиолетового излучения, и прекратилась производство «органического бульона». Невозможным стало существование анаэробов на открытом воздухе. С этого времени на Земле невозможно самозарождение жизни и стал господствовать принцип: «все живое – от живого».

У изложенной концепции возникновения жизни есть и противники. Они считают, что самопроизвольное абиогенное возникновение жизни на Земле за период длительностью порядка миллиарда лет крайне маловероятна. В качестве альтернативы рассматривается гипотеза панспермии, в соответствии с которой жизнь на Землю была занесена из Космоса. В этом случае земная живая природа есть лишь «филиал» грандиозной «космической жизни». Подтверждение этой гипотезы: в метеоритах, найденных в Антарктиде, обнаружены следы микроорганизмов с признаками генетического аппарата, сходного с земным. При этом, конечно, остается открытым вопрос о происхождении жизни в Космосе.

Связь человека с животным миром Земли несомненна. Достаточно сказать, что у человека и шимпанзе более 90% общих генов. Однако этапы и хронология возникновения человека, его предки и промежуточные формы не определены однозначно и достоверно. Многие последующие утверждения об истории возникновения человека не являются полностью доказанными и могут сопровождаться знаком вопроса.

Современные человекообразные обезьяны – родственники, но не предшественники человека. Считается, что примерно 20 млн. лет назад существовало до 30 видов человекообразных обезьян. Выделение линии человека произошло примерно 2.5-5 млн. лет назад. Предшественниками человека считаются австралопитеки («южные обезьяны»). Одним из критериев близости к человеку является объем и степень сложности головного мозга. У человека объем мозга составляет 1200-2000 см³. У австралопитеков объем мозга достигал примерно 550 см³, они были наземными, двуногими существами, превосходили по развитию современных человекообразных обезьян, использовали предметы (палки, камни) для защиты и охоты, но им не был свойственен труд. Они были переходным звеном от животных к человеку.

Род homo возник 2-3 млн. лет назад. Его представителями (древнейшими людьми) являлись «человек умелый» (homo habilis, жил в Африке, объем мозга ~650 см³), и более развитые формы: питекантроп (то есть обезьяночеловек) или «человек прямоходящий» (homo erectus, останки найдены на Яве, объем мозга ~940 см³), синантроп (останки найдены в Китае, объем мозга ~1100 см³). Древнейшие люди изготавливали орудия труда, строили жилища, могли применять огонь, у них появилось разделение труда, использовалась примитивная речь.

Древнейших людей сменили древние люди, жившие 200-30 тысяч лет назад. Их представители – неандертальцы, жившие в Европе, и другие разновидности: родезийский человек, яванский человек. Головной мозг у них имел такой же объем, как и у современного человека, но был менее развит. По сравнению с древнейшими людьми они обладали более совершенной речью, трудовыми навыками. Им был свойственен коллективный образ жизни. Зарождались социальные отношения. Примерами этого является забота о тех, кто не мог самостоятельно добывать пищу, и появление захоронений.

Современный вид «человек разумный» (homo sapiens) возник, вероятно, ~50 тысяч лет назад. По-видимому, он некоторое время сосуществовал с неандертальцами. Возможно, что существовали и другие виды рода «человек». Например, найдены останки низкорослых «людей с острова Флорес» или «хоббитов». Несомненным представителем рода homo sapiens являлась ныне вымершая раса кроманьонцев. По своим физическим данным, объему и развитию мозга кроманьонцы не отличались от современных людей. Их останки находят в Европе, Азии, Африке, Австралии. С их появлением ускорилось развитие общественных отношений и культуры. Человек стал существом, сочетающим биологическое и социальное начала.