Какими современными методами можно определить возраст предковых форм человека кратко

Обновлено: 30.06.2024

Какими современными способами можно найти возраст предковых форм человека?

Анастасия Токмиленко
Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ
2019-11-05 07:50:07
2
1

Возраст останков радионуклидным способом, по углероду С14.
Основан на том факте, что в окружающей среде существует определенный неизменный процент радиоактивного углерода С14, образующегося в атмосфере при распаде азота. Живы организмы употребляют этот углерод в процессе размена веществ, и при жизни его отношение к количеству обыденного углерода соответствует соотношению изотопов в атмосфере (в виде CO2). После смерти размен веществ прекращается, и количество С14 начинает непреклонно убавляться вследствие его распада. Зная период полураспада, нетрудно расчитать примерную дату смерти.

Календарный (хронологический) возраст человека измеряется количеством прожитых лет, прошедших с даты его рождения.

С правовой точки зрения календарный возраст важен для определения правоспособности и дееспособности граждан, включая такие его характеристики, как возможность и условия труда, вступление в брак, начало и окончание трудовой деятельности, выход на пенсию и др.

Это позволяет демографам выяснить общие закономерности протекания таких процессов как воспроизводство населения, ожидаемая продолжительность жизни, анализировать их слагаемые уровень рождаемости, уровень смертности, статистику браков и разводов и др.

Исследователи пришли к выводу, что календарный возраст не всегда может отражать истинное физическое состояние организма. В реальной жизни старости иногда первым уступает тело, иногда душа.

Научные методы определения биологического возраста

Жизнеспособность нашего организма определяется не прожитыми годами, а относительной степенью износа организма.

В настоящее время учеными-геронтологами разработаны различные методы определения биологического возраста человека, которые позволяют установить не только примерный биологический возраст всего организма, но и отдельных его систем.

В качестве критериев определения биологического возраста могут быть использованы различные морфологические и психологические показатели, отражающие состояние здоровья, работоспособность, адаптационные возможности человека.

В частности, для определения биологического возраста проводят обследования следующих систем и органов организма:

• кардиопульмональная система, при этом используют такие показатели как: систолическое артериальное давление; артериальное парциальное давление кислорода; жизненная емкость легких; время задержки дыхания после глубокого вдоха (проба Штанге); время задержки дыхания после глубокого выдоха (проба Генчи) и др.;
• органы чувств, психика, исследуется состояние зрения, слуха, способность к переключению внимания, логическому мышлению и др.;
• двигательный аппарат, определяются вес тела, эластическая способность сухожилий, мышечная масса, состояние ротовой полости, количество здоровых зубов и др.;
• кровеносная система, количество глюкозы в крови, уровень холестерина, длина теломер – концевых участков хромосом и др.

Темпы старения, как и развития, в определенной степени зависят от конституции человека, наследственности и генетической предрасположенности.

Измерение длины теломер

Российский биолог, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН Алексей Оловников в 1971 г. выдвинул гипотезу о том, что концы линейных хромосом, так называемые теломеры, с каждым делением укорачиваются.

Термин теломера – от греческого (telos) конец и (meros) часть ввел в научный оборот в 1930 г. американский генетик Герман Джозеф Мюллер (1890-1967) лауреат Нобелевской премии по физиологии (1946).

Уже тогда ученым было высказано предположение, что теломеры защищают хромосомы от деградации.

В человеческом организме 23 пары ядерных хромосом, т.е. 46 штук. Таким образом, получается 92 теломеры.

Поэтому после определенного количества делений клетка больше делиться не может. Была выявлена важная закономерность – возраст человека связан с длиной теломер. Чем старше человек, тем меньше средняя длина теломер.

На базе этой теории испанские ученые из Национального центра по изучению рака разработали современную, оригинальную методику определения биологического возраста человека.

Поскольку наиболее показательными являются возрастные изменения на молекулярном уровне, их методика базируется на анализе крови.

Ученые определяют истинный биологический возраст человека, измеряя длину теломер -концевых участков хромосом.

Определение уровня гормона мелатонина

Согласно исследованиям геронтологов, биологический возраст человека зависит, в том числе от уровня гормона мелатонина, синтез которого в организме осуществляется эпифизом (шишковидным телом мозга).

Этот гормон отвечает за циркадный ритм, т.е. циклическое колебание интенсивности основных биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи.

Кроме того, он усиливает функционирование иммунной системы, обладает антиоксидантными свойствами.

У пожилых людей уровень мелатонина в организме, как правило, понижен, что возможно определить на основании специальных анализов.

Определение сексуальной активности

Есть еще один метод определения биологического возраста, который связан с определением сексуальной активностью человека, уровнем его полового влечения, фертильностью сперматозоидов.

Сексуальная активность зависит от уровня половых гормонов. Поэтому одна из причин старения организма является снижение активности ферментов и соответственно регрессия половых желез.

Важнейший мужской гормон это – тестостерон. Он участвует в поддержании мышечной и костной массы оказывает влияние на многие физиологические процессы.
В норме уровень тестостерона в процессе развития организма повышается до 25-30 лет, а затем медленно снижается.

Таким образом, эксперты сексологи считают, что с учетом уровня тестостерона, если у мужчин возникает половое влечение, которое он без проблем может удовлетворяться примерно 6-7 раз в неделю, то его биологический возраст соответствует 20-летнему юноше.

Если мужчина свою сексуальную потребность реализуете примерно 5-6 раз в неделю, то ему может быть примерно 30 лет,

У мужчин период юношеской гиперсексуальности сменяется относительно устойчивой высокой сексуальностью примерно до 35-45 лет, в зависимости от здоровья и образа жизни.

Как считают ученые, после 30 лет у человека начинается уменьшение выработки половых гормонов примерно на 1–3% в год и соответственно снижается сексуальная активность.

Ели мужчина реализует свою половую потребность 3-4 раза в месяц - то его биологический возраст может быть в районе 40 лет.
У мужчин сексуальная функция начинает угасать существенно раньше, чем у женщин. К 50 годам у мужчин уменьшение выработки гормонов достигает 30%.

Соответственно, если мужчина удовлетворяет свою половую потребность 1-2 раза в месяц, то ему примерно – 50 лет, если реже, - то 60 лет и более.

С возрастом снижается секреция тестостерона, сперматогенез и эндокринная функция яичек. Значительное уменьшение уровня тестостерона примерно на 0,8% в год происходит в возрасте 55-60 лет.

У мужчины 75 летнего возраста уровень тестостерона составляет уже примерно 60% такого показателя у 30-летних мужчин.

Ученые из США обнаружили, что в течение двух последних десятилетий в крови американских мужчин неуклонно снижается уровень тестостерона.

К примеру, в 1988 г. уровень тестостерона у мужчин 65-69 лет в среднем составлял 503 нанограмма на децилитр (нг/дл), а в 2003 году – 423 нг/дл. Причины снижения уровня мужского гормона науке до сих пор не ясны.

В пожилом возрасте снижение уровня тестостерона в большей степени связано со снижением либидо и более частым развитием импотенции.

При этом следует отметить, что снижения фертильных свойств спермы с возрастом не происходит. Плотность спермы с возрастом не изменяется, однако происходит снижение процента подвижных сперматозоидов и чаще встречаются сперматозоиды с измененной морфологией

Однако поскольку это среднестатистические выборки, не учитывающие индивидуальные физиологические и сексуальные особенности мужчин, которые в индивидуальном порядке могут значительно отличаться от приведенных данных.

По мнению ученых, уровень тестостерона, либидо, сексуальная активность и соответственно репродуктивный возраст, фертильность сперматозоидов на 50% определяется генетически, вторая половина факторов связана со средой проживания, образом жизни и др.

Определение уровня глитоксинов

Биологический возраст можно определить по уровню гликотоксинов, который является биологическим маркером метаболического стресса.

В последние годы множество проведенных научных исследований свидетельствуют, что одним из пусковых механизмов старения организма является гликирование белков – то есть соединение молекул глюкозы с белками.

Гликирование белков это естественный биохимический процесс, который зависит от уровня глюкозы в крови и включает в себя ряд неферментивных реакций между белками или определенными липидами, жирами и глюкозой.

В результате происходит нарушение структуры белка, липидов и молекул, что приводит к возникновению окислительного стресса (аутофагии).

При этом гликирование способно повреждать не только белки и липиды, но и ДНК, что увеличивает риски появления мутаций, приводящим в конечном счете к различным заболеваниям, в том числе раковым.

В процессе гликирования образуются токсичные вещества, которые получили название AGE - конечные продукты глубокого кликирования (КПГ).

При старении организма окисленные белки начинают постепенно накапливаются в тканях организма. При этом у одних людей при старении AGE накапливаются раньше, у других позже.

Обнаружена связь между уровнем этого маркера и образом жизни человека. Примерно на 80% уровень AGE в организме человека зависит от образа жизни и лишь на 20% от генетики.

Во многом уровень AGE зависит от того, что вы едите, что и сколько пьете, насколько вы активны с физической точки зрения и др.

Гликотаксины могут попадать в организм из внешней среды с некоторой пищей - жареной, печеной, копченой, сладкой, мучной.

AGE — постоянная величина, эта аминокислота, которая содержится во всех органах организма - сердце, печени, головном мозге и пр.

Уровень AGE легко измеряется путем забора проб кожи. По этому биологическому маркеру рассчитывается биологический возраст человека.

Учеными доказано, что чем выше уровень окисленных белков в организме, тем старше биологический возраст человека и соответственно выше опасность развития сердечно-сосудистых и других патологических заболеваний.

Сокращение выработки миелина

Следует обратить внимание на то, что большинство возрастных изменений начинается не в старости, как принято считать, а в гораздо более ранние возрастные периоды.

Как ни парадоксально это звучит, но мы начинаем стареть уже в юном возрасте.

Оказалось, что изменения в ДНК происходят с детства. Это означает, что влияющие на долголетие процессы активизируются на протяжении всей жизни, и часть из них начинается задолго до появления первых морщин.

Согласно научным исследованиям симптомы атрофии вилочковой железы (тимуса), которая влияет на иммунную систему, у человека отмечаются в возрасте 13–15 лет.

Учеными установлено, что, начиная приблизительно с 35 лет деструктивные процессы в человеческом организме постепенно начинают превалировать над восстановительными.

Американские ученые в течение длительного времени, проводя различные лабораторные исследования, попытались определить возраст, с которого начинается старение человека.

В результате исследований они пришли к выводу, что вне зависимости от пола, образа жизни или веса человек начинает стареть после 39 лет.

После перехода этого возрастного рубежа в организме запускается процесс прекращения выработки миелина.

Уменьшение выработки миелина вызывает ослабление двигательных и когнитивных функций организма и человек начинает стареть.

У многих людей наступают серьезные изменения в деятельности органов сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, эндокринной и других систем в возрасте 45–55 лет. Примерно в этом же возрасте у женщин наступает климактерический период, у мужчин несколько позже.

При этом следует отметить, что некоторые функции гипофиза, который вырабатывает гормоны, влияющие на рост, обмен веществ и репродуктивность, у многих людей продолжает функционировать до глубокой старости.

Прочие методы определения биологического возраста

В обыденной жизни есть достаточно простые, не требующие специальных исследований, хотя и менее точные способы определения биологического возраста.

Чем большее время вы сможете простоять на одной ноге, тем меньше ваш реальный биологический возраст.

На тыльной стороне ладони нужно большим и указательным пальцем защемить кожу. Удерживать ее в таком положении примерно 5 секунд.

Если вам до 30 лет, то замятины на коже исчезнут достаточно быстро, примерно через 5 секунд.

Если вам за 40 лет, замятины на коже продержатся около 8 секунд, в пятидесятилетнем возрасте – 10 секунд, в шестидесятилетнем возрасте – 15 секунд.

В возрасте 70 и выше лет морщины на коже могут сохраняться до 35-55 секунд.

Таким образом, если биологический возраст значительно отстает от календарного, то человек имеет больше шансов стать долгожителем.

Первый этап антропогенеза есть чисто биологическая эволюция. На втором этапе к элементарным факторам биологической эволюции подключается действие социального фактора, который на третьем этапе является доминирующим. Методологические подходы к изучению разных этапов антропогенеза различны.

Изучение 1-го этапа производят методами палеонтологии и сравнительной анатомии. В связи с появлением элементов материальной культуры 2-й этап изучают также методами археологии. На 3-м этапе эволюционные события происходят в основном на молекулярно-генетическом уровне и проявляются на популяционном уровне. Основными способами изучения эволюции современного человека поэтому являются биохимический, цитогенетический и популяционно-статистический методы.

Для определения абсолютного возраста ископаемых остатков человека и его предков широко используют физические методы, в частности радиометрические. С помощью масс-спектрометров определяют изотопный состав изучаемого объекта и по соотношению элементов с учетом периода полураспада входящих в его состав радиоактивных изотопов выявляют возраст образца. Ископаемый костный материал содержит в своем составе минеральные компоненты и белок коллаген, разрушающийся чрезвычайно медленно. На этом основан коллагеновый метод абсолютной датировки ископаемых остатков: чем меньше коллагена содержится в образце, тем более велика его древность.

Для определения прямого родства организмов друг с другом используют иммунологический метод, основанный на изучении иммунологических реакций антиген — антитело. Его можно применять для изучения степени родства не только современного человека с человекообразными обезьянами, но и ныне живущих видов с ископаемыми. Для этого следовые количества белка, извлекаемые из костей ископаемых форм, используют для получения антител, которые и применяют в иммунных реакциях с белками современных видов.

В последние годы антропогенез эффективно изучают также биомолекулярными методами. В основе этих методов изучения эволюции лежит допущение, что мера сходства двух таксонов соответствует мере их родства. Сущность их состоит в использовании данных, полученных при сопоставлении белков и нуклеиновых кислот организмов разных видов для определения их родства и древности соответствующих филогенетических ветвей. При этом считают, что степень различий в аминокислотном составе белков и в нуклеотидных последовательностях ДНК позволяет судить о времени расхождения сравниваемых видов от предковой формы. . В определении применимости методов молекулярной биологии имеет значение возможность возникновения конвергентного сходства молекул, причем вероятность его повышается с увеличением изучаемых временных интервалов.

Биомолекулярный подход — лишь один из путей определения эволюционных расстояний, который работает только наряду с классическими методами палеонтологии и антропологии, причем в результатах при этом возможны серьезные расхождения.

Наиболее достоверные данные получены путем гибридизации ДНК, так как скорость эволюции ДНК в целом более постоянна, чем скорость изменения белков.

Поскольку изучение хромосомного материала возможно только у ныне живущих организмов, применение цитогенетического метода ограничивается современным человеком и человекообразными обезьянами. Дифференциальная окраска хромосом позволяет не только сопоставлять хромосомы разных видов приматов и человека и изучать хромосомный полиморфизм современного человека, но и решать некоторые вопросы эволюции.

Наследуемость индивидуальных вариаций хромосом и их неравномерное распределение в разных популяциях (в частности, расовые различия по размерам длинного плеча Y-хромосомы) делают возможным популяционно-цитогенетический подход в изучении эволюции современного человека.

Оборудование: таблицы, иллюстрирующие этапы и направления эволюции человека, ИКТ.

Термины: австралопитек, питекантроп, синантроп, неандерталец, кроманьонец.

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

Анализ палеонтологических находок позволяет выделить основные этапы и направления исторического развития человека и человекообразных обезьян.

Олонхо – сахалар тылынан народнай айымньыларын мунутуур чыпчаалынан аатырар. Олонхо5о киьи аймах айыллыыта биир ураты миэстэни ылар. Олонхо5о этиллэринэн Уеьэ танаралар уол о5ону теретеллер. Ол Дьулуруйар Ньургун Боотур эбит. Саха ураанхай сайда, ууьуу турдун диэн Орто дойдуга аан бастакы дьоннору – Саха Саарын Тойону, Саабыйа Баай Хотуну туьэрэллэр. (отрывок песни из якутского эпоса-олонхо).

Вопросы: Эпоска хоьулларынан киьи аймах хайдах айыллыбыт эбитий? (Танаралар айбыттар)

А как же рассматривает наука на этот вопрос? Чтобы ответить на этот вопрос, мы отправимся в экскурсию.

1982 год – на правой стороне речки Дирин были найдены остатки костей древних людей.
Они жили в каменном веке (примерный возраст 3800 лет).
По составу почвы – 3,2 – 1,8 млн. лет.
Орудии труда, которые были найдены в речке Дирин были похожи на использованных орудий труда Африканскими древними людьми.
Около Алдана, Индигирки тоже найдены остатки --– 35 – 10 тыс. лет

Исторический возраст – 1,5 – 5,5 млн лет
Место обнаружения – Южная Африка, Восточная Африка, ущелье Олдовай (Танзания), долина р. Омо (Эфиопия), р-н оз. Рудольф (Кения)
Вид – зинджантроп, парантроп, плезиантроп
Объем мозга – около 600 куб. см
Масса – до 70 кг
Рост – 150 – 155 см –
Особенности черепа – массивные челюсти, небольшие резцы и клыки
Орудия труда – палки, камни
Использование огня – отсутствовал
Речь – отсутствовал

Исторический возраст – 1,6 млн лет – 200 тыс. лет
Место обнаружения – остров Ява
Вид – Homo erectus
Объем мозга – около 1100 куб. см
Рост – 165 – 170 см –
Особенности черепа – с мощным надглазничным валиком, уплощенным и низким сводом, выступающим затылком
Орудия труда – палки, камни более совершенные
Использование огня – поддерживал, но не умел добывать
Речь – зачаточная

Исторический возраст – 1,6 млн – 400 тыс. лет
Место обнаружения – Китай, пещера Чжоу – Гоу – Дянь, близ Пекина
Вид – Homo erectus
Объем мозга – около 1000 куб. см
Рост – около 150 см –
Особенности черепа – более высокий лоб и свод черепа
Орудия труда – примитивные каменные орудия
Использование огня – поддерживал, но не умел добывать
Речь – зачаточная, примитивная

Вывод: (слайд12)

Эволюция насекомоядных млекопитающих, вероятно, привела к возникновению приматов.
Эволюция древних человекообразных обезьян привела в возникновению австралопитека, который, возможно, был непосредственным предком древнейших людей.
Древнейшие люди уже имели как черты биологической, так и признаки социальной организации.

Исторический возраст – 200 – 28 тыс. лет
Место обнаружения – Германия, долина Неандерталь реки Дюссель. В дальнейшем найдены более чем в 400 местах Евразии и Африки
Вид – Homo neanderthalensis
Объем мозга – около 1200 – 1400 куб. см
Рост – около 165 – 170 см –
Особенности черепа – сильно развит надглазничный
валик, приплюснутый сверху затылок, широкие зубы, слабо развитыы подбородочный выступ
Орудия труда – более совершенные кремниевые и костяные орудия
Использование огня – поддерживали и умели добывать огонь
Речь – зачаточная, продвинутая

Вывод: (слайд14)

У древних людей признаки социальной организации усиливаются и уже достигают значительного уровня развития.
Эволюция предков человека шла по пути увеличения объема мозга, совершенствования навыков труда и развития внутри групповых связей.
Возможно, предковой формой ископаемых людей современного типа был неандерталец.

Читайте также: