Сергей Титов - Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

У всех позвоночных череп делится на два отдела – мозговой (черепная коробка с находящимся в ней мозгом) и лицевой. Среди всех животных только у человека мозговой отдел больше лицевого.

Человек – единственное существо, которое постоянно передвигается на двух ногах, сохраняя при этом вертикальное положение тела. Поэтому признаки, отличающие скелет человека от скелета остальных млекопитающих, в том числе и приматов, связаны с прямохождением. Прежде всего это S-образная форма позвоночника, обеспечивающая амортизацию при ходьбе. Особенно развит у человека поясничный изгиб позвоночника. Задние конечности человека длиннее передних, в то время как у других приматов наоборот. Стопа человека сводчатая, т. е. при ходьбе он опирается только на её заднюю и переднюю части, тогда как обезьяны опираются на всю стопу. Пальцы на стопе укорочены, и большой палец не противопоставлен всем остальным. На руке же, наоборот, большой палец сгибается в сторону, строго противоположную сгибанию других пальцев, тогда как у обезьян это свойство выражено только частично. Кроме того, у человека, в отличие от его сородичей-приматов, почти полностью исчез волосяной покров тела, значительно уменьшились размеры клыков и развился голосовой аппарат гортани, участвующий в формировании речи.

Таким образом, человек является типичным животным: большинство свойственных ему качеств совпадает с теми, которыми обладают другие, особенно систематически близкие к нему организмы. Однако существуют некоторые (довольно немногочисленные) особенности, присущие только человеку и связанные с особенностями его психической и физической деятельности.

Теперь взглянем на человека с точки зрения физических законов и происходящих в его организме химических реакций. В принципе и в этом отношении человек практически не отличается от других животных.

Существование любого живого организма, а особенно человека в силу сложности и часто непредсказуемости его поведения, казалось бы, противоречит второму началу термодинамики. В самом деле, согласно этому закону, энтропия, постоянно возрастая, должна разрушать любые упорядоченные структуры. Поэтому такая невероятно сложная система, как организм, не может существовать и доли секунды. В то же время живые организмы по термодинамическим понятиям существуют невероятно долго, а в принципе вообще бессмертны, так как способны давать потомство, у которого жизнь каждый раз стартует сначала. Более того, жизнь на Земле не только не подвержена деградации, но и эволюционирует, т. е. её организация постоянно усложняется. Когда-то даже был поставлен такой вопрос: «Могут и Карно, и Дарвин быть правы?» На самом-то деле прямого противоречия между термодинамикой и биологией нет. Второе начало установлено для изолированных систем, в которых энтропия постоянно стремится к максимуму и где в конце концов устанавливается равновесие. Живые же системы являются открытыми, в них постоянно поступает извне энергия, а потому второе начало здесь неприменимо.

В 40-х гг. XX в. автор принципа неопределённости, лауреат Нобелевской премии Эрвин Шредингер в книге «Что такое жизнь?» указал на то, что одних статистических закономерностей недостаточно для объяснения природы жизни. Мы уже говорили о строении и работе генетического аппарата. ДНК, определяющая все наследственные признаки, устроена так, что в ней нельзя поменять один нуклеотид на другой или переставить их местами без серьёзных последствий для организма. Недостаточно, чтобы количество аденина в среднем равнялось количеству тимина: каждое из этих оснований должно занимать в хромосоме строго определённое место. А это уже выходит за пределы возможностей синергетики.

Невероятная упорядоченность химических реакций и структур в организме человека несоизмерима с тем порядком, который возникает в неживых самоорганизующихся системах, рассматриваемых термодинамикой неравновесных процессов. Кроме того, причины возникновения этих порядков совершенно различны. Если в диссипативных структурах порядок возникает из беспорядка, то в живых организмах порядок возникает из уже существующего порядка, так как всё живое возникает только из живого. Поэтому маловероятно, что принципы термодинамики неравновесных процессов способны пролить свет на возникновение жизни. Таким образом, существование жизни и самого человека хотя и не противоречит законам термодинамики, но и не вытекает из них.

1. К какому царству, типу, классу и отряду принадлежит человек? Назовите других хорошо известных вам представителей этих систематических групп.

2. Укажите общие признаки человека и других млекопитающих.

3. Каково значение сводов стопы у человека? Для ответа на этот вопрос вспомните материал курса «Человек и его здоровье».

4. Почему существование жизни не противоречит второму началу термодинамики?

5. Почему синергетика не может в полной мере объяснить работу живых организмов?

1. Подумайте и обсудите в классе, в связи с чем в процессе эволюции у человека практически полностью исчез шёрстный покров. При необходимости воспользуйтесь дополнительными источниками информации.

2. Выберите критерии сравнения, составьте и заполните таблицу «Сходство и различия человека и других высших приматов».

Как вам уже известно, в конце мелового периода животный мир планеты стал радикально меняться. В это время от примитивных насекомоядных, отряда, к которому принадлежат современные ежи, кроты и землеройки, отделился отряд приматов, эволюция которого протекала на протяжении кайнозойской эры. Вначале это были низшие приматы, полуобезьяны (лемуры и лори). Одним из самых примитивных видов современных приматов является тупайя – животное, скорее напоминающее белку, крысу или землеройку, чем обезьяну. В дальнейшем от низших приматов, расселившихся к тому времени по всей планете, отошла линия настоящих обезьян. Вскоре после этого закрылись сухопутные проходы между Европой и Америкой, и обезьяны Старого и Нового Света стали эволюционировать независимо. Обитатели Америки получили название широконосых обезьян, а обитатели Старого Света, т. е. наши предки, – узконосых. Значительная часть узконосых обезьян дала начало семейству мартышкообразных, к которому относятся мартышки, макаки и павианы. Но помимо них от общего обезьяньего ствола отделилась ветвь гоминоидов, от которых произошли человекообразные обезьяны (понгиды) и люди (гоминиды).