Что происходит с эволюцией человека?
Cквозь время
Сколько времени требует эволюция и что на самом деле меняет человечество уже сегодня.
В сети собралось немало спекулятивного контента о том, как будут выглядеть люди через тысячу или миллион лет. Одной из таких фантазий является Минди, созданная американской компанией, которая занимается телекоммуникациями.
Минди - это модель человека в 2100 году. Поскольку ее создавали не антропологи, а врачи, то эта модель является больше гиперболой чрезмерного использования гаджетов, чем научной гипотезой.
Минди имеет искривление костей рук, которые приспособились к "текстингу"; сильный кифоз от сиденья; агрессивное лицо – так мимические мышцы адаптировались к стрессу; и даже двойную роговицу глаза, как следствие облучения светом экранов.
Минди? Серьезно?
За 80 лет, человек точно не превратится в Минди, потому что эволюция – это длительный процесс. Человек, как вид Homo sapiens, и другие виды животных - приобретают сильные изменения, которые становятся очевидными через тысячи, а иногда и миллионы лет действия естественного отбора.
Тем не менее, человеческая жизнь так сильно изменилась за последние века, что это все же повлияло на наше тело.
Например, раньше люди были меньше ростом. На протяжении последних веков, люди из развитых стран заметно выросли. Это нельзя назвать проявлением эволюции, а лишь результатом того, что люди стали лучше жить, и тело "отблагодарило" увеличением роста.
Это похоже на набор веса, если потреблять сверх нормы.
По крайней мере одно доказательство того, что наши тела до сих пор меняются, есть. Существует мнение, что технологии и культура постепенно лишают нас возможности проходить естественный отбор хотя бы потому, что новейшая медицина позволяет лечить болезни и передавать плохие гены следующим поколениям.
В этой статье я предлагаю разобраться в том, не прекратила ли природа "отбирать" людей.
Вернемся к увеличению роста. Помимо улучшения качества жизни, такое изменение может быть связано с выбором женщинами более высоких партнеров. Однако, вероятно, оба фактора сыграли свою роль.
В то же время, данные по росту населения собираются, в основном, в развитых странах, а это не отражает ситуацию со всем человечеством. Поэтому вопрос о том, станем ли мы когда-нибудь трехметровыми существами, остается открытым.
Поскольку высокий рост не обеспечивает непосредственные репродуктивные преимущества(не помогает размножаться) - большинство исследователей склоняются к первой причине, улучшение жизни, и не считают это проявлением эволюции.
К тому же, наши гены ограничивают возможность расти чрезмерно, чтобы это не начало угрожать жизни. А еще, на рост влияют условия окружающей среды, и именно поэтому люди, в разных частях мира, отличаются по росту.
Противоположный процесс (уменьшение роста людей) европейцы переживали после Второй мировой войны, во время голода. И все это является результатом того, как на нас влияет питание и стресс, а дело рук эволюции - есть адаптация.
Примерами настоящих адаптаций является уменьшение челюсти в связи с тем, что люди научились готовить пищу, и прилагать много усилий к жеванию уже не нужно. Природа об этом позаботилась.
Мы прошли путь от охоты до заказа еды на дом, который длится последние 200 000 лет, с момента формирования нашего вида. Некоторые из наших современников считают, что возникновение технологий и других преимуществ цивилизации - остановило эволюцию.
Благодаря цивилизации, люди стали экологически более гибкие, и могут научиться жить в любых условиях на планете, используя одежду, дома и прочее. Но означает ли это, что все эволюционные процессы, на уровне человеческого генома, прекратились? Конечно, нет.
Безудержная эволюция
Вследствие одомашнивания животных и включения в рацион молока, среди людей закрепилась возможность переваривать лактозу, молочный сахар. Это случилось во время сельскохозяйственной революции.
Также исследователи считают, что распространение генов устойчивости к малярии - связано с возникновением сельского хозяйства, ведь оба события совпадают во времени. Оба примера адаптаций прошли естественный отбор и закрепились в геноме человечества.
То, что люди начали держать домашних животных и выращивать растения, не лишило нас возможности меняться.
Такие адапатации и являются примером эволюционного процесса. Ведь они передавались из поколения в поколение, а значит закрепились в популяции, пройдя отбор.
Появление цивилизации не отменяет эволюцию, но влияет на ее интенсивность.
Вопрос об интенсивности естественного отбора - является основным полем боя в дискуссии о том, эволюционируем ли мы до сих пор. К тому же, увеличение популяции людей и крупные миграции - изменяют сценарии, в соответствии с которыми человечество приобретает новые признаки.
Появление нового признака означает то, что соответствующая ему мутация закрепилась в геноме, и отныне передается из поколения в поколение. Это, в свою очередь, означает, что эта мутация прошла естественный отбор.
Мутации – это материал для эволюции, и они возникают постоянно. Суть биологической эволюции как раз и заключается в отборе мутаций, которые, кстати, возникают случайным образом.
Например, если условия окружающей среды меняются, то выживают и дают потомство те организмы, которым повезло иметь ключевую, для этих условий, мутацию. Таким образом, в популяции будут распространяться генотипы "счастливчиков", ведь именно их "отобрала" природа для размножения.
Мутации возникают с разной частотой у разных видов и с разной частотой на разных участках ДНК. К тому же, частота мутаций может варьироваться от поколения к поколению. То есть, часто возникающие мутации - влияют на скорость эволюции, ее темп.
В одном из исследований предполагают, что европейцы, жители Азии и африканцы отличаются по частоте одной конкретной мутации, которая возникает под воздействием УФ-лучей.
Причина распространения этой мутации, среди европейцев, заключается в том, что они по-своему приспосабливались к уровню облучения солнечными лучами, ведь их кожа отличается от кожи африканцев.
Тем не менее, ускорения одной мутации недостаточно для того, чтобы европейцы образовали новый вид людей. И вообще, просто увеличение или уменьшение частоты мутаций не приводит к существенным эволюционным сдвигам.
Необходимо, чтобы полезные мутации закреплялись в последующих поколениях, то есть проходили отбор – естественный кастинг. Это решают условия окружающей среды, а также куча разных сценариев, в которых может оказаться популяция. В частности, сценарий генетического дрейфа.
Ковчег Ноя
Генетический дрейф – это процесс, при котором часть популяции отделяется, и будущее генофонда начинает зависеть от новообразованной группы. Считается, что 60 000 – 70 000 лет назад, когда человек впервые осмелился выйти за пределы Африки, случился эффект "бутылочного горлышка".
Этот эффект можно понять так: представьте, что вся популяция находится внутри бутылки, и вследствие каких-то причин, часть особей выходит через горлышко бутылки. Благодаря этому, генофонд обособленной группы представлен меньшим количеством вариантов генов.
Соответственно, он менее генетически разнообразен. Это как раз и объясняет то, почему генетическое разнообразие незначительно по сравнению с другими видами: на территории Евразии оказалась лишь малая часть из тех людей, которые возникли, как вид, в Африке. Именно это является причиной того, что вариантов генов среди негроидов больше, чем у европеоидов и монголоидов.
Интересно, что генетическое многообразие среди южных европейцев выше, чем у других жителей Европы. Это совпадает с путем миграции людей из Северной Африки именно через Юг Европы.
Генетический дрейф влияет не только на полиморфизм, но и может изменять естественное давление, то есть то, насколько жестко природа "отбирает" признаки.
В одной из работ, ученые исследовали несколько поколений французских колонизаторов Квебека - тех, кто жил на территории давно, и тех, кто жил на той территории, которую постоянно подселяли вновь прибывшие.
В результате исследования их геномов, выявили, что для населения на территории, куда постоянно прибывают новые европейцы, более характерны вредные варианты генов. Это объясняют тем, что внутри этой группы давление естественного отбора действует менее жестко за счет постоянного генетического дрейфа.
Что касается всего человечества, то нет однозначного ответа о том, что сегодня давление естественного отбора действует слабее. Об этом многие спорят и продолжают получать противоположные результаты доследований (на одни признаки, давление действует слабее, на другие – сильнее). Об этом - немного погодя.
Процесс генетического дрейфа иногда заканчивается тем, что часть популяции становится изолированной на территории со своими специфическими условиями среды. Там особи обмениваются между собой конкретным набором вариантов генов, которые быстро распространяются среди их новой популяции. Особенно, если эти варианты генов "подходят" для выживания на этой территории.
Это объясняет то, почему внутри некоторых этносов закрепляются уникальные мутации.
В одном из племен коренных американцев, Пима, после Второй мировой войны, начал распространяться диабет 1-го типа. Этот тип диабета вызван вариантом гена, наличие которого приводит к хроническому повышенному уровню сахара в крови. Эта мутация не продвигает племя Пима в выживании, впрочем, она все же распространилась в группе.
Вероятно, причиной тому стал инцест, ведь речь идет об одном племени. Могло так случиться, что после Второй мировой войны, люди в племени Пима начали есть больше сахара, что и проявило болезнь, которая до того пряталась в геноме.
Подобных примеров того, насколько генетически разнообразны различные этносы, достаточно много.
Вот еще один. Среди северных европейцев, в частности шведов, распространена мутация гена, который обеспечивает иммунитет к ВИЧ.
1% северных европейцев имеют такой вариант рецепторов на клетках иммунитета, к которому не может присоединиться вирус, а потому не может заразить человека. При чем распространение такой мутаций произошло, по мнению исследователей, тысячи лет назад, задолго до распространения болезни на планете.
Гипопетически эта мутация была распространена среди викингов. Как видим, эта мутация оказалась полезной и закрепилась в группе людей. А это, кстати, является проявлением эволюции, точнее – микроэволюции.
Кстати, на изолированной территории, обособленная часть популяции может стать новым видом, однако пока что этого не случилось с Homo sapiens. Как видим, на материал эволюции (гены и мутации) влияют такие процессы, результат которых не может быть абсолютно очевидным и завершенным. Эволюционные процессы на уровне молекул происходят каждую секунду.
Куда давит естественный отбор?
Мы убедились в том, что возникновение цивилизации и расселение людей по планете влияли и влияют на то, как мы приобретаем новые признаки.
Возвращаясь к вопросу о том, происходит ли это медленнее за последние столетия, у исследователей нет окончательного ответа. Часть из них считает, что давление естественного отбора не ослабло, но в каком направлении он работает – довольно противоречивая тема.
Появление медицины упростило выживание - это факт. Следствием этого, действительно, может быть ослабление естественного давления: те, кто без медицины не выжил бы, сегодня выживает и оставляет потомство. В результате, вредные мутации, связанные, например, с интеллектом, могут распространяться в популяции из поколения в поколение.
По моему мнению, стоит смириться с тем, что у групп ученых нет однозначного ответа о направлении естественного давления, и в разных исследованиях они получают разные результаты.
Например, группа исследователей, под руководством Александре Кортиола, использовала данные 1585 людей острова Иль-о-Кудр (Ile aux Coudres) возле Квебека. Они живут на этом острове с 1720 года, и вся информация об их родословных сохранилась в церковном архиве.
Используя статистические методы, исследователи обнаружили: на островитянок действует давление в сторону ранней рождаемости. Этот результат подтверждает другое исследование, в котором тоже говорится о том, что среди наших современников, давление действует в сторону ранней рождаемости, чего мы, на самом деле, не наблюдаем в развитых странах.
В противовес этим исследованием является работа, в которой обнаружили то, что давление действует против образованности, потому что стремление к образованию снижает раннюю рождаемость и рождаемость вообще.
В исследовании нашли менее 120 генов, которые связаны с возможностями к обучению. Можно предположить, что образованность снижает приспособленность, с точки зрения эволюции. Ведь приспособленность оценивается, как возможность оставить как можно больше потомков.
Мы не можем спрогнозировать то, какими мы станем через миллион лет, мы не знаем, к каким условиям нам придется привыкать, и в каком направлении будет действовать естественный отбор. Впрочем, это не останавливает эволюцию.
По крайней мере, мы являемся свидетелями того, как распространяются мутации и как они закрепляются. Особенно, если смотреть на ситуацию ретроспективно.