Для начала – немного об эволюции и о разнице между гипотезой, теорией и доказанным фактом.
Эволюция в биологическом смысле – процесс развития живой природы, сопровождающийся изменениями в этой самой живой природе, которые помогают ей лучше приспособиться и выживать в изменяющихся условиях окружающего мира. По-чайниковски: есть медведь. Всю свою историю медвежий род жил в лесу и был бурым, что очень удобно. Но тут наступило похолодание (ось сместилась, метеорит упал ну или еще что-нибудь) и вместо леса резко появилось много снега. Бурому медведю стало резко неудобно охотиться, и он начал понемножку вымирать или мигрировать обратно в лес. Но тут – вот неожиданность – у бурой медведицы совершенно случайно родился белый медвежонок. Ну бывает такое, случается, мутация в геноме, все такое. И вот прелесть какая, этому белому медвежонку охотиться очень удобно потому что на снегу он незаметен. Это означает что у него гораздо больше шансов выжить, оставить и прокормить потомство. Это не значит, что белые медведи сразу быстренько заполонят все пространство. Мутация в гене будет передаваться потомкам этого медведя, у кого-то проявится, у кого-то нет, но с большей вероятностью выживать будут именно белые особи, которые заодно будут вытеснять бурых. В итоге бурый медведь вымрет/мигрирует, а белый продолжит успешно размножаться и через определенное время генная мутация окончательно закрепится и образует тем самым новый вид. Весь этот процесс происходит не сто и не двести лет, а миллионы и миллиарды, и на протяжении всего этого времени нельзя будет точно отделить белого мишку от бурого, и только после того как белые медведи перестанут давать бурое потомство, а бурые медведи свалят с заснеженной территории в закат можно сказать что вот это – род медвежьи вид бурый, а вот это – вид белый.
(на самом деле белый медведь не произошел от бурого, они имеют общего предка и по отдельности от него отделились, а потом активно скрещивались между собой, поэтому современный белый медведь – потомок того скрещивания и близкий родственник бурого медведя. Версия, написанная сверху – чисто для иллюстрации процесса)
Теперь о доказательствах. Биология – не математика. Ее нельзя просто взять и строго доказать. Доказательство происходит примерно так: выдвигается мысль. Если она не полный антинаучный бред, а вполне себе реалистична и имеет некоторые доказательства, она становится гипотезой. Из гипотезы вытекают следствия, которые и проверяются на практике. Собираются факты, которые либо подтверждают, либо опровергают гипотезу. В какой-то момент, когда подтверждающих фактов становится много, гипотеза становится теорией. В процессе проверки фактами теория изменяется и совершенствуется, что совершенно нормально. Именно поэтому версия Дарвина – это гипотеза к которой очень легко придраться и признать несостоятельной, а эволюционная теория – именно теория. Теорией ее называют скорее уже по привычке, ибо когда подтверждающих фактов становится настолько много, что у ученых просто не остается убедительных доказательств в оппозицию, она становится доказанным фактом. С теорией эволюции произошло именно так. Придраться к ней, разумеется, можно, как и к любой теории, а вот логично и последовательно доказать, что она неверна уже не можно. Разумеется, есть факты, которые не вписываются в теорию эволюции, но их количество просто ничтожно по сравнению с фактами, которые ее подтверждают. Тем более что эволюционная теория не сформулирована окончательно и поддается некоторым изменениям до сих пор, так что и эти факты в будущем могут успешно в нее вписаться.
Доказательства происхождения:
1. Генетические доказательства.
Гены – это не просто какая-то непонятная фигня, которая плавает у нас в клетках. Гены определят большую часть нашей жизни, для начала – внешний вид и строение, внутренние циклы (сон, половая активность и т.д.), некоторую часть поведения и много чего еще. Они кодируют производство белков, которые составляют наш организм, из чего вытекает ход развития клеток, органов (включая мозг) и всего организма. Поэтому гены очень важны.
Что вообще такое ген? Система такая: есть клетка, в клетке есть ядро, в ядре плавают хромосомы. Каждая хромосома – это одна молекула ДНК, упакованная и свернутая вместе с вспомогательными белками. В каждой человеческой клетке находится 23 пары хромосом, в каждой паре по одной хромосоме от разных родителей. Молекула ДНК состоит из нуклеотидов – атомных соединений. Их бывает 4 вида, и именно последовательность этих нуклеотидов в молекуле кодирует наследственную информацию. Нуклеотиды группируются по три штуки, и эта группа называется триплет. Каждый триплет отвечает за определённую аминокислоту, от последовательности триплетов зависит то, какой белок в итоге получится. Ген – это участок цепи ДНК который кодирует определенную информацию. Это означает что гены могут быть разными по размеру (количеству триплетов), и вот тот участок ДНК на котором триплеты кодируют один конкретный белок или регулируют одну конкретную функцию – вот это ген (ну чисто схематично). Главный критерий гена – целостность носимой информации.
Как известно, генная информация передается по наследству с некоторыми изменениями (что логично при двух родителях). Двух абсолютно одинаковых организмов быть не может. Даже если это один вид, подвид и вообще они однояйцевые близнецы. Различия есть на генном уровне, они определяются разного рода мутациями, которые имеют ну просто сверхнизкую вероятность случится у двух организмов в одном и том же участке генома в один и тот же момент развития (и это не все важные моменты). Мутация – это стойкое изменение генома. Это может быть ошибка при репликации (один из процессов деления клетки когда на основе материнской ДНК строится дочерняя), результат внешнего влияния (радиация, химикаты, ультрафиолет) и много чего еще. Чаще всего она происходит случайно и независимо от внешних условий и представляет собой изменение последовательности нуклеотидов в ДНК или их количества. Мутация может быть как полезной, так и вредной, это зависит не от самой мутации, а от условий среды в которой живет организм. Она может затронуть незначительный участок гена или генома или даже не проявиться (очень часто именно так и бывает). В любом случае мутация – необходимый инструмент эволюции и естественного отбора.
Это все вводная водичка, переходим к доказательствам.
У близких родственников геномы очень похожи: на 10000 генов может найтись только одно различие. На основе этого свойства у нас отцовство определяют. И, как можно догадаться, геномы человека и шимпанзе очень и очень похожи. Различия, разумеется, есть, и их немало. Но большая часть этих различий является синонимичной, то есть не влияющей на производство белка (а это – основная причина каких-либо эволюционных изменений).
Это – таблица генетического кода. Последовательности букв – ACA, GAC – это триплеты, а названия рядом с ними – аминокислоты которые они кодируют. Если посмотреть, то видно, что многие аминокислоты могут быть закодированы разными триплетами. Например, глицин кодируется четырьмя разными триплетами, цистеин – двумя и так далее. Нет абсолютно никакой разницы каким именно триплетом аминокислота будет закодирована. Возьмем, например, треонин. Он может быть закодирован четырьмя разными триплетами. Возьмем участки ДНК шимпанзе и человека (треонин обозначается как Т)
Как можно заметить, на этих участках треонин встречается четыре раза (у человека и шимпанзе вместе). И все четыре раза он закодирован одинаковой последовательностью. Вероятность случайности совпадения меньше сотой доли процента. А если собрать все такие совпадения в геномах, то вероятность случайности будет просто ничтожной. Кстати, тут же можно посмотреть насколько наши геномы похожи. Причем если сравнивать геномы человека, шимпанзе и какой-нибудь мартышки или макаки (извините уж, картинку не нашла), то будет видно, что различий между макакой и шимпанзе гораздо больше чем между шимпанзе и человеком. Вывод напрашивается соответствующий. Почему? Потому что ветви развития человекообразных обезьян отделились от макак и мартышек 20-30 миллионов лет назад, а человек отделился от шимпанзе не более 7 миллионов лет назад. За более долгий срок произошло больше разнохарактерных мутаций и между геномами накопилось больше различий.
Есть одна такая вещь – эндогенные ретровирусы. Ретровирусы (ВИЧ например) встраивают свой геном в хромосомы клеток, и такую вставку от зараженного организма могут наследовать его потомки. Эндогенные ретровирусы – это именно те которые передаются по наследству. Давайте оценим вероятность того, что в двух разных организмах один и тот же вирус сделает одну и ту же вставку в один и тот же участок ДНК. Она просто ничтожна. У людей этих эндогенных вирусов – почти 1 процент генома. Многие из них для нас уникальны, у нас были целые 7 миллионов лет чтобы их нахватать. А другие вирусы встречаются только у людей и шимпанзе, причем в одних и тех же местах генома (например вирусы семейства HERV-K). Есть общие вирусы и с другими обезьянами, но с шимпанзе больше всего. Вывод – мы более чем близкая родня.
Есть еще одна волшебная вещь – псевдогены. Это неработающие гены, то есть гены которые были выведены из строя в результате мутации, но по каким-либо причинам не отсеянные отбором. Это может произойти если сломанный ген стал ненужным в новых условиях среды, и тогда сломанный ген не отсеивается и передается потомству (но в будущем вполне может отсеяться окончательно). Более того, псевдоген может продолжать мутировать, но так как организму этот ген уже не нужен, он никак не будет реагировать на изменения, и мутации сохранятся в качестве рудимента. Однако накопление мутаций требует очень много времени, так что у большинства организмов они вполне узнаваемы. Так вот, у человека множество общих псевдогенов с приматами. Например, псведоген GULO – это сломанный ген, необходимый для синтеза аскорбиновой кислоты или витамина С. У приматов есть точно такой же псевдоген с точно такой же поломкой. А вот у крыс ген GULO является вполне себе работающим, поэтому им не нужно получать витамин С с пищей, они его сами синтезируют. У других животных типа морских свинок этот ген тоже вышел из строя, но по другим причинам и другим образом (то есть мутация была не такой как у приматов).
2. Эмбриональное сходство
У всех позвоночных наблюдается сходство эмбрионов на первых стадиях развития. У нас на первых неделях были жаберные дуги и хвост. Но по мере развития зародыша сходства исчезают и начинают преобладать черты, свойственные видам.
Что касается человека и шимпанзе, то наши эмбрионы крайне похожи на протяжении всего срока беременности. Отличить можно почти что только по наличию хвоста – у человека он исчезает в утробе матери, а у шимпанзе – по ходу жизни. Различия начинают появляться уже после рождения, когда у шимпанзе развиваются руки и челюсти, а у человека – ноги и мозговой отдел черепа вместе с мозгом. Кстати, детеныши шимпанзе гораздо больше похожи на людей чем взрослые. А еще человеческий эмбрион имеет первичную шерсть на протяжении всего эмбрионального периода и даже иногда после рождения (потом исчезает).
3. Морфология
Внешнее сходство – вещь очень опасная потому что мало ли почему они похожи. Если сравнивать собаку и тасманского волка, сходство будет поразительным, а это, между прочим, разные отряды (волк сумчатый, собака плацентарная). Различия между ними в мягких тканях при почти полном скелетном сходстве.
Человек в этом плане сильно отличается от обезьяны, так как речь и прямохождение вообще много чего меняют в жизни. Однако сходств у нас гораздо больше. Например, хотя нижние конечности у человека отличаются от обезьяньих (у нас большой палец не так активен, образовался свод стопы и т.д.), передние конечности у нас практически идентичны (различия в строении большого пальца все-таки имеются). В плане строение скелета отличить, например, плечевую кость шимпанзе от кости человека не всегда возможно. Крайне схоже строение зубов человека и орангутана – многие найденные в Индонезии черепа до сих пор остаются неопределенными. Да и вообще практически все органы и части тела у нас отличаются скорее пропорциями а не строением, что принципиально важно, так как размеры могут определяться условиями жизни, а строение – нет.
Другое доказательство – рудименты. Это остатки органов которые в ходе эволюции стали не нужны, но полностью не «отвалились». У питона, например, есть рудиментальные ноги (выглядит забавно), а у страусов – крылья. У человека от приматов остались хвостовые позвонки (копчик), волосяной покров, ушные мышцы которые позволяли приматам шевелить ушами (у некоторых людей они даже немного работают), хватательный рефлекс новорожденных (не совсем орган, ну да ладно), мышцы которые «поднимают шерсть дыбом» - создают эффект гусиной кожи, кожная складка на веке у монголоидов и много чего еще.
Также могут развиваться атавизмы – это когда у человека появляются признаки, присущие его животным предкам. Например, люди могут рождаться со сплошным волосяным покровом как у обезьян, иметь хвостовой придаток.
В палеонтологию и географию я не полезу так как не слишком в этом шарю. Но некая личность мне заявила, что нельзя однозначно сказать что человек произошел от шимпанзе так как не была найдена переходная ступень. А какая вам надо переходная ступень? Какая переходная ступень между, я не знаю, теми же медведями? Бурый, черный и белый медведи произошли от одного предка, а современный белый медведь почти что произошел от бурого, и они не слишком похожи, но вот как-то все обходятся без промежуточных ступеней. И как это вообще представлять? Недочеловек? Переобезьяна? Хвост отвалился, но не до конца? Эволюционный процесс немного не так происходит. Разумеется, современный человек не напрямую произошел от шимпанзе. Более того, был период в доисторической истории, когда существовало несколько видов людей, и какой из них появился первым – вопрос. Превращение шимпанзе в человека – долгий процесс с кучей изменений в котором существует некоторая доля случайности, ибо это звезды должны были встать чтобы резко понадобилось увеличение объемов мозга (это я уже шучу, просто сформировались на планете такие условия, вопрос только в том - почему). Поэтому никакая переходная форма тут не нужна.