Эволюция рода человек (Homo)

Эволюция человека протекала на протяжении плейстоцена – ледниковой эпохи, в течение которой происходили значительные колебания климата. В умеренных широтах Северного полушария чередовались оледенения и межледниковья при общей тенденции к постепенному похолоданию. В субтропиках климат становился более влажным, а тропики высыхали, сводились леса, сокращалась площадь водоемов, понижался уровень моря, возникали сухопутные мосты. Вероятно первым видом рода Homo, расселившимся во внетропическом пространстве и проникшем в область с умеренным климатом, был человек прямоходящий (H. erectus), или архантроп. Эти люди жили в Восточной и Северной Африке, Индонезии, Китае в период от 1,8/1,6 до 0,3 млн. лет назад; они имели более крупный мозг (в среднем 900–1000 см3), изготовляли более совершенные орудия, чем их предшественники, охотились на крупную дичь, использовали огонь. Типичными их представителями были питекантропы и синантропы.

В Европу представители человека прямоходящего проникли около 1 млн. лет назад, а возможно и раньше – до 1,5–2 млн. лет, если судить по археологическим данным и возрасту одной из последних находок эректуса непосредственно «у ворот Европы» – в Южной Грузии.

Человек современного типа – человек разумный (H. sapiens), или неоантроп, – появляется в некоторых регионах Старого Света не позднее 0,1 млн. лет назад или даже раньше. Полное же замещение сапиенсом его предшественников произошло примерно 40–30 тыс. лет назад. Именно этот переходный период между эректусом и сапиенсом считается наиболее сложным и загадочным этапом эволюции человека. Это время палеоантропов – весьма разнообразного по физическому типу населения Африки и Евразии. Гоминид этого периода многие ученые считают уже архаическими (древнейшими) сапиенсами, которые по времени предшествовали «анатомически современному человеку». Наиболее известным вариантом архаического сапиенса являются неандертальцы. Конечно, далеко не все архаические сапиенсы превратились в современных людей. Есть даже точка зрения, что в конце плейстоцена (около 200 тыс. лет назад) численность гоминид резко сократилась, и современные люди первоначально появились в одном центре, скорее всего в Африке южнее Сахары. Возможно, некоторыми чертами они напоминали людей современного типа – кроманьонцев. Ученые считают, что у кроманьонцев существовали магические обряды и ритуалы. По-видимому, продолжительность жизни кроманьонцев была большей, чем у неандертальцев: около 10% уже доживали до 40 лет. В эту эпоху сформировался и первобытнообщинный строй.

Примерно 100 тыс. лет назад эти люди начали расселяться по Европе, Передней Азии и другим регионам земного шара. Эту, так называемую миграционную гипотезу, или теорию моноцентризма, иначе называют «гипотезой африканской Евы», так как основным аргументом ее сторонников служат данные о распространении в различных группах современного населения идентичных генов митохондриальной ДНК, передающихся только по женской линии. Противоположная точка зрения (эволюционная гипотеза, или теория полицентризма) предполагает независимое развитие сапиенса в нескольких (от 2 до 4–5) центрах с культурной и генетической преемственностью между ранним и более поздним населением. Наиболее вероятно, что на этих этапах эволюция человека происходила при смешениях между разными группами развивающихся гоминид, то есть по сетевому типу.

Заселение человеком Америки и Австралии началось не позднее 40–30 тыс. лет назад. Предки американских индейцев проникли из Северо-Восточной Азии через Берингию сначала в Северную Америку, а затем в Центральную и Южную Америку. Предки австралийцев возможно заселяли Австралию с запада (из Индонезии) и с северо-востока (из Южного Китая) через Индокитай и острова. Этот этап предшествовал окончательному формированию современных рас, которое происходило на основе уже сложившегося сапиенса. К концу плейстоцена (примерно 10 тыс. лет назад) гоминиды распространились по всему земному шару.

2. Самоорганизация как основа эволюции

Самоорганизация – целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации обнаруживают объекты различной природы: клетка, организм, биологическая популяция, биогеоценоз, человеческий коллектив. Термин «самоорганизующаяся система» ввел английский кибернетик У.Р. Эшби.

Флуктуации (от лат. fluctuatio – колебание) – случайные отклонения физических величин от их средних значений; происходят у любых величин, зависящих от случайных факторов. В статистической физике флуктуации вызываются тепловым движением частиц системы. Флуктуации определяют теоретически возможный предел чувствительности приборов. Флуктуации давления проявляются, напр., в броуновском движении малых частиц под влиянием точно не скомпенсированных ударов молекул окружающей среды. Флуктуации характерны для любых случайных процессов.

Концепция самоорганизации в настоящее время приобретает все большее значения, становясь парадигмой исследования обширного класса систем и процессов, происходящих в них. В 70-х годах 20-го века возникла новая наука – синергетика, изучающая механизмы самоорганизации и развития. Областью ее исследований является изучение эволюции различных структур, относительная устойчивость которых поддерживается благодаря притоку энергии и вещества извне. В основе синергетики лежит, среди прочих, важное утверждение о том, что материальные системы могут быть закрытыми и закрытыми, равновесными и неравновесными, устойчивыми и неустойчивыми, линейными и нелинейными, статическими и динамическими. Принципиальная же возможность процессов самоорганизации обусловлена тем, что в целом все живые и неживые, природные и общественные системы являются открытыми, неравновесными, нелинейными.

Порядок и хаос. В результате протекания процессов в изолированных системах сами системы переходят в состояние равновесия, которое соответствует максимальному беспорядку системы – равновесный тепловой хаос. Таким образом, самоорганизация, или эволюция в случае замкнутой системы приводит ее в состояние максимального беспорядка. В реальности, тем не менее, часто наблюдаются совершенно противоположные явления.

Уже теория Канта и Лапласа об образовании упорядоченной Солнечной системы из хаотических туманностей противоречила II началу термодинамики. Но особенно ярко проявилось противоречие II начала термодинамики с эволюционной теорией Дарвина. Ведь согласно ей, в мире живого естественно протекающие процессы ведут к усложнению форм и структур, к увеличению порядка, избавлению от хаоса и удалению от равновесия. Другими словами, самоорганизация в живой природе приводит систему к прямо противоположному состоянию, чем самоорганизация в неживых системах. Все это привело к появлению понятия открытой системы, которое и позволило устранить упомянутые противоречия.

Открытость систем. Такие понятия, как изолированная (закрытая) система, необратимые процессы являются идеализацией. При изучении обратимых процессов (например, качание маятника в вакууме при отсутствии трения) нет смысла говорить о направлении течения времени, т. к. прошлое, настоящее и будущее в этом случае не отличаются. Поэтому в уравнениях обратимых процессов время выступает всего лишь как параметр, который можно изменять. Но в реальности в случае с маятником всегда присутствует трение, колебания маятника будут затухающими, и прошлое, настоящее и будущее будут уже отличаться. Эволюционным принципом необратимых процессов в живой природе стало II начало термодинамики, утверждающее, что энтропия изолированной системы возрастает. Именно рост энтропии устанавливает направление протекания процесса, т.е. «стрелу времени».