Происхождение человека

Первые приматы появились около 70 млн. лет назад, первые человекообразные появились обезьяны - 34 млн. лет назад.Собственная родословная всегда интересовала людей больше, чем происхождение растений и животных. Попытки понять и объяснить, как возник человек, отражены в верованиях, легендах, сказаниях самых разных племен и народов. Долгое время научные знания были слишком отрывистыми и неполными, чтобы решить проблему происхождения человека. Лишь в 1857 году Ч.Дарвин высказал гипотезу, а в 1871 году в своем труде «Происхождение человека и половой отбор» убедительно доказал, что люди произошли от обезьяны, а не созданы актом божественного творения, как учит церковь. «Если мы не станем нарочито закрывать глаза, то при современном уровне знаний сможем приблизительно узнать наших прародителей, и нам незачем стыдиться их», - писал Ч.Дарвин.

К 80-м годам нашего столетия многочисленные ископаемые находки и использование самых разнообразных методов исследования позволили значительно прояснить вопросы эволюции человекообразных, хотя и сейчас невозможно с полной уверенностью сказать, от каких именно обезьяноподобных предков произошел человек.

Общность человека и позвоночных животных подтверждается общностью плана их строения: скелет, нервная система, системы кровообращения, дыхания, пищеварения. Особенно убедительно родство человека и животных обнаруживается при сравнении их эмбрионального развития. На его ранних этапах зародыш человека трудно отличить от зародышей других позвоночных животных. В возрасте 1,5 – 3 месяцев у него имеются жаберные щели, а позвоночник оканчивается хвостом. Очень долго сохраняется сходство зародышей человека и обезьяны. Специфические (видовые) человеческие особенности возникают лишь на самых поздних стадиях развития.

Рудименты и атавизмы служат важным свидетельством родства человека с животными. Рудиментов в теле человека около 90: копчиковая кость (остаток редуцированного хвоста); складка в уголке глаза (остаток мигательной перепонки); тонкие волосы на теле (остаток шерсти); отросток слепой кишки – аппендикс и др. Все эти рудименты бесполезны для человека и являются наследием животных предков. К атавизмам (необычайно сильно развитым рудиментам) относятся наружный хвост, с которым очень редко, но рождаются люди; обильный волосяной покров на лице и теле; многососковость, сильно развитые клыки и др.

Общность плана строения, сходство зародышевого развития, рудименты, атавизмы – бесспорные доказательства животного происхождения человека и свидетельство того, что человек, как и животные, - результат длительного исторического развития органического мира.

По строению и физиологическим особенностям наиболее близкие родственники человека – человекообразные обезьяны, или антропоиды (от греч. антропос – человек). К ним относятся шимпанзе, горилла, орангутанг. О близком родстве между человеком и антропоидами свидетельствуют сходные детали строения: общий характер телосложения, редукция хвоста, хватательная кисть с плоскими ногтями и противопоставленным большим пальцем, форма глаз и ушей, одинаковое число резцов, клыков и коренных зубов; полная смена молочных зубов и многое другое. Очень важны черты физиологического сходства: общие группы крови, болезни (туберкулез, грипп, оспа, холера, СПИД, воспаление легких) и паразиты (например, головная вошь). Обнаружена поразительная близость хромосомного аппарата. Тщательное изучение высшей нервной деятельности человекообразных обезьян выявило близость этих животных к человеку и по ряду их поведенческих реакций. В этом отношении особенно показательна их способность использовать различные предметы в качестве простейших орудий.. Изучение всех особенностей строения и развития показывает, что человек принадлежит к семейству Гоминиды отряда Приматы класса Млекопитающие. Однако между человеком и человекообразными обезьянами есть и коренные отличия. Только человеку присуще истинное прямо хождение и связанные с этим особенности строения S-образного позвоночника с отчетливыми шейными и поясничными изгибами, низким расширенным тазом, уплощенной в переднезаднем направлении грудной клеткой, пропорциями конечностей (удлинение ног сравнительно с руками), сводчатой стопой с массивным и приведенным большим пальцем, а также особенности мускулатуры и расположения внутренних органов. Кисть человека способна выполнять самые разнообразные и высокоточные движения. Череп человека более высокий и округленный, не имеет сплошных надбровных дуг; мозговая часть черепа в большей степени преобладает над лицевой, лоб высокий, челюсти слабые, с маленькими клыками, подбородочный выступ отчетливо выражен. Мозг человека примерно в 2,5 раза больше мозга человекообразных обезьян. У человека сильно развита кора больших полушарий мозга, в которых расположены важнейшие центры психики и речи. Только человек обладает членораздельной речью, в связи с этим для него характерно развитие лобной, теменной и височной долей мозга, наличие особого головного мускула в гортани и других анатомических особенностей.

В последнее время учёные предложили совершенно новый способ определения степени родства любых живых организмов. Они сравнивают, насколько совпадает строение ДНК двух живых существ. Чем меньше совпадений — тем дальше родство. Этот метод применили и к человекообразным обезьянам. После сравнения выяснилось, что человек отличается от шимпанзе всего на 2,5%, немногим больше — от гориллы, а от низших обезьян — более чем на 10%.

Число хромосом у всех человекообразных обезьян – 48, у человека – 46. Различие в хромосомных числах обусловлено тем, что хромосома человека образована слиянием двух хромосом. Сравнение белков человека и шимпанзе показало, что в 44 белках последовательности аминокислот отличаются у них лишь на 1%. Многие белки человека и шимпанзе, например гормон роста, взаимозаменимы.

Наиболее близок человек к африканским человекообразным обезьянам - к горилле и особенно к шимпанзе. В ДНК человека и шимпанзе не менее 90% сходных генов.

Квантово – механическая картина строения атома

Величайшая революция в физике совпала с началом XX века. Попытки объяснить наблюдаемые на опытах закономерности распределения энергии в спектрах теплового излучения (электромагнитного излучения нагретого тела) оказались несостоятельными

После открытия Планка начала развиваться новая, самая современная и глубокая физическая теория - квантовая теория. Развитие ее не завершено и по сей день.

Первая модель атома была предложена английским физиком Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. По мысли Томсона, положительный заряд атома занимает весь объем атома и распределен в этом объеме с постоянной плотностью. Простейший атом — атом водорода — представляет собой положительно заряженный шар, внутри которого находится электрон. У более сложных атомов в положительно заряженном шаре находится несколько электронов, так что атом подобен кексу, в котором роль изюминок играют электроны.

Однако модель атома Томсона оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме. Эти опыты, произведенные впервые Э. Резерфордом, сыграли решающую роль в понимании строения атома.

Резерфорд создал планетарную модель атома: электроны обращаются вокруг ядра, подобно тому, как планеты обращаются вокруг Солнца. Эта модель проста, обоснована экспериментально, но не позволяет объяснить устойчивость атомов.

Выход из крайне затруднительного положения в теории атома был найден в 1913 г. датским физиком Нильсом Бором на пути дальнейшего развития квантовых представлений о процессах в природе. Последовательной теории атома Бор, однако, не дал. Он в виде постулатов сформулировал основные положения новой теории. Причем и законы классической физики не отвергались им безоговорочно. Новые постулаты скорее налагали лишь некоторые ограничения на допускаемые классической физикой движения.

Первый постулат Бора гласит: атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

Согласно второму постулату Бора излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний:

При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией.

Успех теории Бора был тем не менее поразительным, и всем ученым стало ясно, что Бор нашел правильный путь развития теории. Этот путь привел впоследствии к созданию стройной теории движения микрочастиц—квантовой механики. Введение в физику квантовых представлений требовало радикальной перестройки, как механики, так и электродинамики. Эта перестройка была осуществлена в начале второй четверти нашего века, когда были созданы новые физические теории: квантовая механика и квантовая электродинамика

В 1911г. английский физик Эрнест Резерфорд провел ряд опытов, которые показали, что каждый атом содержит, кроме одного или нескольких электронов, другую частицу, называемую ядром атома. Каждое ядро несет положительный заряд. Оно очень мало – диаметр ядра составляет лишь около 10-14м, но оно очень тяжелое – самое легкое ядро в 1836 раз тяжелее электрона.

Существует много разных видов ядер, причем ядра атомов одного элемента отличаются от ядер атомов другого элемента. Ядро атома водорода (протон) имеет точно такой же электрический заряд, как и электрон, но противоположного знака (положительный заряд вместо отрицательного). Ядра других атомов имеют положительные заряды, в целое число раз превышающие величину этого основного заряда – заряда протона.

Хотя детальное строение ядер и не установлено, физики единодушно принимают, что ядра можно считать состоящими из протонов и нейтронов.

Вначале в качестве примера рассмотрим дейтрон. Это ядро атома тяжелого водорода, или атома дейтерия. Дейтрон имеет такой же электрический заряд, как и протон, но его масса приблизительно вдвое превышает массу протона. Полагают, что дейтрон состоит из одного протона и одного нейтрона.

Ядро атома гелия, которое также называют альфа – частицей или гелионом, имеет электрический заряд, в два раза превышающий заряд протона, и массу приблизительно в четыре раза больше массы протона.

Открытие сложного строения атома – важнейший этап становления современной физики. В процессе создания теории строения атома, позволившей объяснить атомные спектры, были открыты новые законы движения микрочастиц – законы квантовой механики.

Список литературы

1 М., Педагогика, 1980 Астрономия,

2 Учеб. для 11 кл. сред. шк., М., Просвещение, 1990

3 Биология: Пособие для подготовительных отделений и поступающих в вузы / Н.П. Соколова, И.И. Андреева, Л.Н. Катонова, Л.С. Родман; Под редакцией Н.П. Соколовой. – 2-е изд., испр. и доп. – М.,Высш.шк.,1994.- 399 с.

4 Машкин Н. Ф. Квантовая физика М., 1986 г.

5 Потеев М.И. Концепции современного естествознания, Санкт-Петербург, Питер, 1999 г.