Экология биологической эволюции и происхождения
Изучение экологии человека самым непосредственным образом связано с основным рассмотрением аспектов его эволюции как биологического вида, так как именно взаимоотношения наших предков с постоянно изменяющимися условиями среды обитания привели к формированию современного человека и человечества. Начнем с места человека как биологического вида среди других живых организмов. В соответствии с современной биологической классификацией, человек принадлежит к типу хордовых, классу млекопитающих, отряду приматы, подсемейству гоминиды, семейству гоминоиды, роду человек, виду — человек разумный. Данные ДНК-гибридизации показывают, что уровень гомологии ДНК человека составляет с ДНК макак 66%, с ДНК гиббонов — 76%, с ДНК гориллы — 96%, с ДНК шимпанзе — 99%. В соответствии с этими результатами и принятыми в современной биологии критериями человек должен быть объединен в один род с шимпанзе и гориллой и сохранение приведенной выше классификации можно объяснить, пожалуй, только антропоцентристскими предрассудками ученых.
Те же данные ДНК-гибридизации неопровержимо свидетельствуют о наличии у людей и, по крайней мере у шимпанзе, общего предка.
Рассмотрение эволюции человека обычно начинают с сопоставления основных биологических особенностей вида Homo Sapience и видов близких ему приматов как современных, так и исчезнувших. Наиболее существенные характеристики Homo Sapience: относительно крупные размеры тела и относительно крупная голова, вертикальное положение тела и хождение на двух ногах, гибкие кисти рук, приспособленные к совершению сложных движений, хорошо развитый головной мозг. Совокупность этих признаков чрезвычайно расширила адаптационные возможности нашего вида, прежде всего за счет поведенческого пути адаптации и расширения трофических, фабрических и топических связей.
Перед рассмотрением эволюционных событий, приведших к развитию вышеназванных биологических особенностей, вспомним некоторые положения теории биологической эволюции.
Отбор действует только на живые организмы. Он не может начинать заново с каждым новым поколением, а затем модифицировать и поддерживать уже существующие мутации. Это значит, что особенности фенотипа, полученные в результате мутации, зависят от природы исходного фенотипа. У амебы не может произойти мутация, которая привела бы к появлению человеческого интеллекта. Предки человека и шимпанзе не могли эволюционировать в изменившихся условиях в кошачьих или собак, при всем различии адаптаций они оставались и остаются приматами.
Рассмотрим, исходя из вышесказанного, основные особенности биологии и экологии всех современных высших приматов, и тех исчезнувших, чьи исследованные ископаемые остатки позволяют судить об основных биологических свойствах предков человека, как основы их эволюции к биологии современного человека.
Это относительно крупные млекопитающие и, следовательно, имеют хорошо развитую ЦНС и более крупный головной мозг.
Хорошо приспособлены к древесному образу жизни: когти заменены ногтями, кисти имеют пять хорошо развитых пальцев с противопоставлением одного другим, что позволяет совершать хватательные движения. Основной способ передвижения – вертикальные прыжки – брахиация; передвижения по земле на четырех конечностях менее эффективно, чем у наземных млекопитающих.
Передние конечности не только орган передвижения, но и орган исследования предметов, собирания плодов, поднесения пищи ко рту.
Всеядность с преимущественным потреблением высокопитательной растительной пищи в виде сочных плодов. В силу необходимости освободить передние конечности для сбора плодов и поднесения их ко рту: способность к длительному вертикальному сидению и кратковременному передвижению на задних конечностях.
Крупный череп, укорочение челюстей, редукция клыков и органов обоняния, увеличение остроты зрения.
Древесный образ жизни требует всесторонней информации об окружающей среде, совершенствования сенсорного восприятия, ускорения двигательных центров коры головного мозга.
Сложное поведение, наличие социобиологических структур в сообществах. Все перечисленные свойства, каждое в отдельности требуют более высокого уровня развития центральной нервной системы млекопитающего животного. Следовательно, центральная нервная система наших общих с человекообразными обезьянами предков, если и уступала в своем развитии центральной нервной системе современных шимпанзе или орангутангов, существенно превосходила существенно превосходила центральную нервную систему других млекопитающих, обеспечивая нашим предкам высокую гибкость приспособительного поведения
Таким образом, у наших общих с человекообразными обезьянами предков были достаточно серьезные преадаптации для дальнейшей эволюции, как в сторону шимпанзе, так и в сторону человека. В реконструкции основных этапов эволюции предков человека к современному человеку еще достаточно «белых пятен», но главные факторы, сделавшие невозможным другое направление этой эволюции определены вполне достоверно. Принципиальными отличиями современного человека от животных являются прямохождение, способность к труду, наличие интеллекта и особый тип отношений между людьми, не свойственных никаким другим животным (социальные отношения). С другой стороны, те же исходные биологические свойства предков человека и человекообразных обезьян ограничивали разнообразие возможных направлений эволюции.
Естественный отбор оперирует в сжатые сроки. Организмы отбираются на основе непосредственных требований окружающей среды. Таким образом, реконструируя эволюцию тех или иных адаптаций, нужно всегда помнить, что отбор организмов идет на основе непосредственных требований среды и поэтому объяснять происхождение тех или иных характерных признаков человека, исходя из требований образа жизни современного человека, будет непростительной ошибкой.
Рассмотрению причинно-следственных связей, обусловивших возникновение этих отличий, и будет уделено главное внимание.
Предполагается, что гоминиды дивергировали от гоминоидов от 10 до 4 млн. лет назад. Нужно отметить, что по времени это совпадает с эволюцией и образованием множества современных видов млекопитающих. Господствовавшее утверждение, что человек — это самый молодой вид, ни что иное как тоска по библейскому понятию "венца творения". Всплеск видообразования в ту эпоху связан с глобальными климатическими изменениями, приведшими в Центральной Африке к сокращению площадей тропического леса и превращению их в лесостепи — "саванны". В этой ситуации общего уменьшения всех жизненных ресурсов и соответствующего обострения конкуренции между всеми обитателями тропического леса происходит снижение численности популяций всех видов, биологически неприспособленных к выживанию в новых условиях. Таким образом, перед нашими предками, адаптировавшимся к жизни в условиях тропического леса, лежала альтернатива: сокращение численности в соответствии с ресурсами сохранившегося тропического леса или попытка приспособиться к новым условиям среды не за счет биологических свойств организма, а исключительно за счет высокой гибкости поведения.
В условиях саванны предкам человека пришлось не только перейти от жизни на деревьях к наземному образу жизни, но и изменить пищевой рацион. Главным отличием условий обитания в саванне от тропического леса является более выраженная сезонность. Если в тропическом лесу количество сочных высокопитательных кормов примерно одинаково в течение всего года, то в саванне периоды обилия плодов, клубней корнеплодов сменяются периодами их дефицита. У наших предков было два возможных пути адаптации:
1. Перейти на постоянное потребление больших количеств низко питательной растительной пищи (травы, побегов, листьев), т.е. на образ жизни жвачных животных, когда основное время уходит на потребление пищи. Однако предки человека проигрывали конкуренцию за пастбища предкам современных копытных.
2. Перейти на потребление еще более питательной пищи. Постоянным источником такой пищей в саванне могло быть только мясо животных. В этом случае основное время тратится на поиск и добывание пищи. Но отсутствие необходимых для эффективного охотничьего поведения биологических свойств полностью исключало какую-либо успешную конкуренцию с хищниками.
Всеядность наших предков, позволявшая совмещать охоту с поиском в благоприятный сезон плодов, клубней и других видов высокопитательной растительной пищи, не могла решить эту проблему. Выжить в таких условиях предкам человека позволила уникальная ситуация, когда на базе высокого разнообразия множества видов и разновидностей хищников в саванне шел жесткий естественный отбор наиболее приспособленных из них, непосредственных предков той немногочисленной группы видов, которые господствуют на вершине пищевой пирамиды в современной саванне. Как доказано многочисленными наблюдениями, межвидовая конкуренция отрицательно сказывается на конкурирующих видах и не позволяет им использовать имеющийся жизненный ресурс в полной мере. Именно за счет этого остаточного, не использованного хищниками ресурса, смогли выжить предки человека в течение первых 4-5 млн. лет обитания в саванне. Однако конкуренция оставалась настолько жесткой, что предкам человека приходилось вести поиск пищи на гораздо большей территории, чем любому хищнику. Это требовало высокоэффективного способа передвижения на большие расстояния с относительно высокой средней скоростью, что и стало главным фактором отбора в сторону прямохождения.