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Ichthyostega의 두개골은 엽지느러미 물고기의 두개골과 유사했습니다 유스테노프테론, 그러나 뚜렷한 목이 몸과 머리를 분리했습니다. 이크티오스테가는 네 개의 강한 팔다리를 가지고 있지만 뒷다리의 모양으로 볼 때 이 동물은 육지에서 항상 시간을 보내지 않았음을 알 수 있습니다.
최초의 파충류와 양수알
알에서 거북이 부화
석탄기(3억 6천만~2억 6천 8백만 년 전)의 가장 큰 진화 혁신 중 하나는 초기 파충류가 해안 서식지에서 벗어나 건조한 지역에 서식할 수 있게 해 준 양막알이었습니다. 양막란은 새, 포유류, 파충류의 조상이 육지에서 번식할 수 있게 해주고, 내부의 배아가 마르는 것을 막아 물 없이도 생존할 수 있게 해주었다. 이는 또한 양서류와 달리 파충류가 부화한 새끼가 죽을 위험이 줄어들기 때문에 주어진 시간에 더 적은 수의 알을 생산할 수 있음을 의미합니다.
양막알이 발달한 가장 빠른 연대는 약 3억 2천만년 전이다. 그러나 파충류는 앞으로 약 2천만년 동안 아무런 의미 있는 적응 방사선을 경험하지 않았습니다. 현대의 생각은 이들 초기 양막동물이 여전히 물 속에서 시간을 보내며 주로 먹이보다는 알을 낳기 위해 해변으로 왔다는 것입니다. 초식동물이 진화한 후에야 석탄기의 풍부한 식물 다양성을 이용할 수 있는 새로운 파충류 그룹이 등장했습니다.
길로노머스
초기 파충류는 captorhinids라는 목에 속했습니다. 힐로노무스(Hylonomus)는 이 조직의 대표자였습니다. 그들은 양서류의 두개골, 어깨, 골반, 팔다리, 중간 치아와 척추를 가진 도마뱀 크기의 작은 동물이었습니다. 나머지 해골은 파충류였습니다. 이러한 새로운 "파충류" 특징 중 다수는 작고 현대적인 양서류에서도 볼 수 있습니다.
최초의 포유류
디메트로돈
포유류가 한 계통의 파충류에서 진화했을 때 생명 진화의 주요 전환이 일어났습니다. 이러한 전환은 디메트로돈을 포함한 파충류 그룹이 "끔찍한" 수궁류를 탄생시킨 페름기(2억 8600만~2억 4800만 년 전)에 시작되었습니다. (다른 주요 혈통인 용각류는 새와 현생 파충류를 낳았습니다.) 이 포유류 파충류는 차례로 트리낙소돈(Thrinaxodon)과 같은 키노돈트(cynodonts)를 탄생시켰습니다. 트리낙소돈) 트라이아스기 기간 동안.
트리낙소돈
이 진화 계통은 훌륭한 일련의 과도기 화석을 제공합니다. 포유류의 주요 특징인 아래턱에 하나의 뼈가 존재하는 것(파충류의 여러 뼈와 비교하여)의 발달은 이 그룹의 화석 역사를 통해 추적될 수 있습니다. 여기에는 우수한 과도화석이 포함되어 있으며, 디아트로그나투스그리고 모르가누코돈아래턱에는 위턱과 파충류 및 포유류의 관절이 모두 있습니다. 이 계통에서 발견된 다른 새로운 특징으로는 다양한 유형의 치아 발달(이질성이라고 알려진 특징), 2차 구개 형성, 아래턱의 치골 증가 등이 있습니다. 다리는 몸 바로 아래에 위치했는데, 이는 공룡의 조상에게서 일어난 진화적 진보입니다.
페름기 시대의 끝은 아마도 가장 큰 것으로 표시되었습니다. 일부 추정에 따르면 종의 최대 90%가 멸종되었습니다. (최근 연구에 따르면 이 사건은 소행성 충돌로 인해 기후 변화를 촉발했다고 합니다.) 후속 트라이아스기(2억 4,800만~2억 1,300만 년 전) 동안, 살아남은 개체는 대량 멸종빈 생태적 틈새를 차지하기 시작했습니다.
그러나 페름기 말기에 새롭게 이용 가능한 생태적 지위를 활용하여 지배적인 육상 척추동물로 다양화한 것은 파충류 포유류가 아닌 공룡이었습니다. 바다에서 광선지느러미 물고기는 적응 방사선 과정을 시작하여 모든 척추동물 강 중에서 종이 가장 풍부한 강이 되었습니다.
공룡의 분류
공룡을 탄생시킨 파충류 그룹의 주요 변화 중 하나는 동물의 자세였습니다. 팔다리의 위치가 변경되었습니다. 이전에는 측면으로 튀어 나온 다음 몸 바로 아래에서 자라기 시작했습니다. 이는 보다 에너지 효율적인 움직임을 허용하므로 운동에 중요한 영향을 미쳤습니다.
트리케라톱스
공룡 또는 "공포 도마뱀"은 고관절 구조에 따라 도마뱀 엉덩이 목과 조반 목의 두 가지 목으로 나뉩니다. 조반류에는 트리케라톱스, 이구아노돈, 하드로사우루스, 스테고사우루스가 포함됩니다. 도마뱀은 다시 수각류(코엘로피시스, 티라노사우루스 렉스 등)와 용각류(아파토사우루스 등)로 나뉜다. 대부분의 과학자들은 그들이 수각류 공룡에서 유래했다는 데 동의합니다.
비록 공룡과 그들의 직계 조상이 지배했지만 지상 세계트라이아스기 동안 포유류는 이 기간 동안 계속해서 진화했습니다.
초기 포유류의 추가 발전
포유류는 진보된 시냅스이다. Synapsids - 두 개의 큰 가지 중 하나 가계도양막 양막동물은 파충류, 조류, 포유류를 포함하여 배아막이 존재하는 것이 특징인 동물군입니다. 다른 주요 양수 그룹인 Diapsid에는 새와 거북이를 제외한 모든 살아있는 파충류와 멸종된 파충류가 포함됩니다. 거북이는 양막류의 세 번째 그룹인 Anapsids에 속합니다. 이 그룹의 구성원은 두개골 측두엽 영역의 구멍 수에 따라 분류됩니다.
디메트로돈
단궁류는 눈 뒤의 두개골에 한 쌍의 추가 구멍이 있는 것이 특징입니다. 이 발견으로 단궁류(그리고 두 쌍의 구멍이 있는 유사한 이궁류)는 초기 동물보다 더 강한 턱 근육과 더 나은 무는 능력을 갖게 되었습니다. Pelycosaurs (예 : Dimetrodon 및 Edaphosaurus)는 초기 단궁류였습니다. 그들은 파충류 포유류였습니다. 이후의 단궁류에는 트라이아스기 시대에 살았던 수궁류(therapsids)와 키노돈트(cynodonts)가 포함되었습니다.
키노돈트
키노돈트는 포유류의 특징적인 특징을 많이 갖고 있는데, 그중에는 요추 갈비뼈의 수가 적거나 전혀 없어 횡격막이 있었음을 시사한다. 잘 발달된 송곳니와 이차 구개; 치열의 크기 증가; 아래턱에 신경과 혈관이 열려 있는 경우 vibrissae가 있음을 나타냅니다.
약 1억 2,500만 년 전에 포유류는 이미 다양한 유기체 그룹이 되었습니다. 이들 중 일부는 오늘날의 단공류(예: 오리너구리와 바늘두더지)와 유사했을 것이지만, 초기 유대류(현생 캥거루와 포섬을 포함하는 그룹)도 존재했습니다. 최근까지는 다음과 같이 믿어졌습니다. 태반 포유류(대부분의 살아있는 포유류가 속하는 그룹)은 나중에 진화적으로 기원했습니다. 그러나 최근 발견된 화석과 DNA 증거에 따르면 태반 포유류는 훨씬 더 오래되었으며 아마도 1억 5백만 년 전에 진화했을 가능성이 있습니다.
유대류와 태반 포유동물은 수렴진화의 훌륭한 예를 제공하며, 특별히 밀접하게 연관되어 있지 않은 유기체도 유사한 환경 영향에 반응하여 비슷한 몸 모양으로 진화했습니다.
수장룡
그러나 많은 사람들이 "고급" 포유류라고 생각하는 것을 가지고 있음에도 불구하고 세계 무대에서는 여전히 작은 역할을 했습니다. 지구가 쥐라기 시대(2억 1300만~1억 4500만년 전)에 접어들었을 때 육지와 바다, 공중을 지배하는 동물은 파충류였습니다. 트라이아스기보다 더 많고 특이한 공룡이 주요 육상 동물이었습니다. 악어, 어룡, 수장룡이 바다를 지배했고 공기에는 익룡이 서식했습니다.
시조새와 새의 진화
시조새
1861년 독일 남부의 쥐라기 Solnhofen 석회암에서 흥미로운 화석이 발견되었습니다. 이 화석은 희귀하지만 매우 잘 보존된 화석의 원천입니다. 그 화석은 새와 파충류의 특징을 결합한 것으로 나타났습니다. 즉, 깃털의 선명한 인상을 동반한 파충류 골격이었습니다.
시조새는 원래 깃털 달린 파충류로 묘사되었지만 오랫동안이 동물은 새와 파충류 사이의 과도기 형태로 간주되어 이제까지 발견된 가장 중요한 화석 중 하나가 되었습니다. 최근까지 그것은 가장 초기에 알려진 새였습니다. 과학자들은 최근 시조새가 "The Park"의 악명 높은 벨로시랩터를 포함하는 공룡 그룹인 마니랍토르와 더 유사하다는 것을 깨달았습니다. 쥐라기 시대" 현대 새보다. 따라서 시조새는 이 두 그룹 사이에 강력한 계통발생적 연결을 제공합니다. 시조새보다 훨씬 오래된 화석 새가 중국에서 발견되었으며, 깃털 달린 공룡의 다른 발견은 새가 비행을 위해 깃털을 사용하기 전에 수각류가 단열 및 온도 조절을 위해 깃털을 진화시켰다는 이론을 뒷받침합니다.
더 가까운 연구 초기 역사새는 진화가 선형적이거나 점진적이지 않다는 개념을 보여주는 좋은 예입니다. 새의 계통은 무질서하고, 많은 '실험적' 형태가 나타난다. 모든 사람이 날 수 있는 능력을 얻은 것은 아니었고 일부는 현대 새와 완전히 다르게 보였습니다. 예를 들어 날아다니는 동물로 보이며 사지 모두에 비대칭적인 비행 깃털을 갖고 있는 마이크로랍토르 구이(Microraptor gui)는 드로마에오사우루스과(dromaeosaurid)였습니다. 시조새 자체는 진정한 새가 진화한 계통에 속하지 않았습니다. 네오르니스), 그러나 지금은 멸종된 에난티오르그의 새( 에난티오르니스).
공룡시대의 종말
공룡은 쥐라기 시대에 전 세계로 퍼졌지만, 그 이후에는 백악기(1억 4500만~6500만년 전) 종 다양성이 감소했습니다. 사실, 암모나이트, 벨렘나이트, 어룡, 수장룡, 익룡과 같은 전형적인 중생대 유기체 중 다수는 여전히 새로운 종을 생성하고 있음에도 불구하고 이 기간 동안 쇠퇴하고 있었습니다.
백악기 전기에 꽃 피는 식물의 출현은 곤충들 사이에 주요 적응방산을 일으켰고, 나비, 나방, 개미, 벌과 같은 새로운 그룹이 등장했습니다. 이 곤충들은 꽃에서 꿀을 마시고 수분 매개자 역할을 했습니다.
6,500만년 전 백악기 말의 대량멸종으로 공룡은 물론이고 무게가 25kg이 넘는 다른 육지 동물도 모두 멸종했습니다. 이는 육지에서 포유류가 확장되는 길을 열었습니다. 이때 바다에서는 물고기가 다시 지배적인 척추동물 분류군이 되었습니다.
현대 포유류
팔레오세(6,500만~5,550만년 전)가 시작될 무렵, 세상에는 큰 육상 동물이 없었습니다. 이 독특한 상황은 이전에는 작은 설치류 크기의 야행성 동물이었던 포유류의 진화적 다양화의 출발점이 되었습니다. 시대가 끝날 무렵, 이러한 동물군 대표자들은 많은 무료 생태학적 틈새를 차지했습니다.
확인된 가장 오래된 영장류 화석은 약 6천만년 전으로 거슬러 올라갑니다. 초기 영장류는 뒤쥐와 같은 고대 야행성 식충 동물에서 진화했으며 여우원숭이나 안경원숭이와 비슷했습니다. 그들은 아마도 수목 동물이었고 아열대 숲에 살았을 것입니다. 그들의 특징적인 특징 중 많은 부분이 이 서식지에 매우 적합했습니다: 잡기 위해 설계된 손, 어깨 관절 회전 및 입체 시야. 그들은 또한 상대적으로 큰 사이즈손가락의 뇌와 발톱.
대부분의 현대 포유류 목의 가장 초기에 알려진 화석은 짧은 기간초기 시신세(5,555만~3,770만년 전) 동안. 현대 유제류의 두 그룹인 우제류(소와 돼지를 포함하는 목)와 페리소류(말, 코뿔소, 맥을 포함)는 전 세계적으로 널리 퍼져 있습니다. 북아메리카그리고 유럽.
암블로케투스
포유류는 육지에서 다양해짐과 동시에 바다로 돌아왔습니다. 고래로 이어진 진화적 전환은 최근 인도, 파키스탄, 중동에서 광범위한 화석이 발견되면서 광범위하게 연구되었습니다. 이 화석은 고래의 조상일 가능성이 있는 육상 기반의 메소니키아(Mesonychia)에서 Ambulocetus 및 Archaeocetes라고 불리는 원시 고래와 같은 동물로의 변화를 나타냅니다.
올리고세(3370만~2280만년 전)에 발생한 서늘한 지구 기후 경향은 풀의 출현을 선호했고, 이는 이후 중신세(2380만~530만년 전) 동안 광범위한 초원으로 퍼졌다. 식생의 이러한 변화는 풀의 높은 실리카 함량에 대처할 수 있는 이빨을 가진 보다 현대적인 말과 같은 동물의 진화로 이어졌습니다. 냉각 추세는 해양에도 영향을 미쳐 해양 플랑크톤과 무척추동물의 풍부함을 감소시켰습니다.
DNA 증거에 따르면 사람과 동물은 올리고세 동안 진화한 것으로 나타나지만 중신세까지는 풍부한 화석이 나타나지 않았습니다. 인류로 이어지는 진화 계통에 있는 인류는 플라이오세(530만~260만년 전)의 화석 기록에 처음으로 등장합니다.
전체 홍적세(260만~1170만년 전) 동안 약 20번의 추위 주기가 있었습니다. 빙하 시대약 100,000년 간격으로 따뜻한 간빙기가 발생합니다. 빙하 시대에는 빙하가 지형을 지배하여 눈과 얼음을 저지대로 퍼뜨리고 막대한 양의 암석을 운반했습니다. 얼음 속에 많은 양의 물이 갇혀 있었기 때문에 해수면은 지금보다 135m까지 낮아졌다. 넓은 육교를 통해 식물과 동물이 이동할 수 있었습니다. 따뜻한 기간에는 넓은 지역이 다시 물속에 잠겼습니다. 이러한 환경 분열의 반복적인 사건은 많은 종에서 급속한 적응 방사선으로 이어졌습니다.
홀로세(Holocene)는 지질학적 시간의 현재 시대이다. 때때로 사용되는 또 다른 용어는 인류세인데, 그 주요 특징은 다음과 같습니다. 글로벌 변화인간의 활동으로 인해 발생합니다. 그러나 이 용어는 오해의 소지가 있습니다. 현대인은 시대가 시작되기 오래 전에 이미 창조되었습니다. 홀로세 시대는 117,000년 전에 시작되어 오늘날까지 계속되고 있습니다.
지구에 온난화가 왔을 때, 그것은 무너졌습니다. 기후가 변화함에 따라, 대형 포유류털코뿔소처럼 극심한 추위에 적응한 동물은 멸종되었습니다. 한때 이러한 "대형 포유류"를 주요 식량 공급원으로 의존했던 인간은 더 작은 동물로 전환하고 식단을 보충하기 위해 식물을 수집하기 시작했습니다.
증거에 따르면 약 10,800년 전에 기후가 몇 년 동안 지속된 급격한 추위 전환을 겪었습니다. 빙하는 돌아오지 않았지만 동식물은 거의 없었다. 기온이 회복되기 시작하면서 동물 개체수가 증가했고 오늘날에도 여전히 존재하는 새로운 동물 종이 등장했습니다.
현재 동물계의 대표자들이 환경 변화에 적응하도록 강요하는 새로운 요인이 발생함에 따라 동물의 진화는 계속됩니다.
"동물계의 다양성" - 수역 청소. 동물을 위한 음식. 자연에서 동물의 중요성 먹이사슬. 저수지의 표면. 질서. 동물 보호. 물의 두께. 세포 구조 많은 중요한 과정의 유사한 성격. 종속영양생물. 동물계 차원의 다양성. 차이점. 인간에게 있어서 동물의 의미.
“동물계의 다양성” - 메기. 가자 해저 세계. 램. 구멍에서 겨울을 난다. 몸길이는 1.5m에 이르고 무게는 최대 2m에 이릅니다. 보드나야 역. 붕어 CASP는 필요하지 않으며 고인 물에서도 살 수 있습니다. 고슴도치처럼 가시가 많은 멍. 잉어. 여기 우리 행성 지구를 보여주는 사진이 있습니다. 사람의 이름을 딴 물고기는 무엇입니까? 내구성이 매우 뛰어납니다. 얼음 위에 놓으면 얼지만 따뜻함 속에서 녹습니다.
"가계도" - Gramenicki 가족의 가계도. 가계도. 설명 - 단어 형성. M.: 러시아어, 2000. Efremova T.F. 새로운 사전러시아어. 족보의 역사에서. 16세기에는 최초의 족보가 등장했습니다. 그것은 다음과 같이 만들어졌습니다: 내림차순(조상에서 후손으로); 오름차순 (아들에서 아버지, 할아버지 등으로).
"동물의 세계" - 들소. 대형 저빌. 흰토끼. 고슴도치. 쿨란. 레드북(Red Book) 페이지에는 247종의 동물이 도움을 청하고 있습니다. 바다 코끼리. 아무르 오소리 사슴 두더지. 딱따구리. 고라니. 곰이 강에서 목욕을 하고 있습니다. 대초원. 혼합, 활엽수림. 가는 리본. 러시아는 영토가 넓기 때문에 야생동물이 풍부한 나라입니다.
"러시아의 동물군" - 삼나무. 먹이 사슬: 검은 담비, 삼나무, 엘크, 다람쥐, 스라소니. 검정색. 사막. 러시아 동물계의 특징. 동물의 세계러시아. 고라니. 다람쥐. 대피소 부족; 빠른 실행; 버로우즈; 무리; 겨울을 위한 식량 공급. 스라소니. 동물계의 특징: 계층화된 분포; 나무에 오르는 것; 동면; 흘리기; 둥지; 버로우즈.
“우리 주변의 세상, 2학년 동물” - 누가 그려져 있나요? 앵무새는 어떤 동물 그룹에 속합니까? 숙제. 약 7,000종. 정말 기적이에요! 잠자리는 어떤 동물 그룹에 속합니까? 작은 동물이 뛰어오른다. 입이 아니라 함정이다. 나무 관목 허브 침엽수 낙엽. 어떤 동물 그룹에 속합니까? 북극곰? 악어는 어떤 동물 그룹에 속합니까?
우리는 독자들에게 진화와 발전의 문제에 대한 기사를 반복적으로 제공했습니다. 호모 사피엔스. 오늘 우리는 문제의 새로운 측면, 즉 인류와 그 친척의 유전사를 살펴볼 것입니다. 유전적 관점에서 진화의 경로는 무엇입니까? 인간과 유인원 친척의 DNA는 얼마나 다릅니까? 우리의 조상은 누구이며, 우리에게 네안데르탈인은 누구입니까? 러시아의 주요 생물학자들은 이러한 질문과 다른 질문에 답하려고 노력했습니다.
진화와 계통발생수
생명체의 진화는 장엄하게 퍼지는 나무의 형태로 표현될 수 있으며, 그 뿌리는 수세기 동안 우리에게 숨겨져 있습니다. 생물학적 진화에 대해 말하면서, 우리는 모든 현대 과학 데이터에 따르면 모든 나무가 자라는 것처럼 점진적으로 발전하는 유전 나무의 지상 부분만을 고려하고 있습니다. 먼저 줄기가 나오고 그 다음에는 큰 가지가 나오고 그로부터 작은 가지가 나오고 그 다음에는 잔가지 등이 나옵니다(참조. 쌀. 1).
우리는 진화계통의 가지를 볼 기회가 없습니다. 그들은 수천만 년에서 수억 년 전에 살았던 오래 전에 멸종된 종으로 구성되어 있습니다. 그들 중 다수는 화석 기록에 흔적조차 남기지 않은 반면, 화석 발견은 다른 것에 대해 알려줍니다. 실제로 우리는 잎이 현재 존재하는 종이고 그 중 하나가 생물학적 종인 치밀한 왕관만을 관찰합니다. 호모 사피엔스, 일종의 남자 ( 호모) 가족 사람들 ( 사람과) 영장류 주문 ( 영장류) 클래스 포유류 ( 포유류).
진화를 연구하는 과학적 방법은 진화 사이의 관련(계통발생적) 관계를 식별하는 것입니다. 다양한 유기체. Carl Linnaeus(18세기)부터 시작된 연구의 기초는 표현형 측면에서 현재 존재하는 생명체 형태의 유사성(또는 차이점) 원칙이었습니다. 비슷한 유기체 형태학적 특징, 생리적 특성, 발달 특성 등은 일부 가지로 그룹화되고 다른 일부는 처음과 다르지만 서로 유사한 다른 가지로 그룹화되어 점점 더 큰 가지를 형성합니다. ~에 쌀. 1표현형 유사성을 반영하는 계통발생수가 제시됩니다. 다른 유형.
찰스 다윈의 진화론과 에른스트 헤켈의 계통발생 방법은 현대 생물학이 계통발생수를 진화 도표로 간주할 수 있게 해주었습니다. 이러한 생각에 따르면, 각 종 내에서 환경에 다르게 적응할 수 있는 새로운 특징을 부여받은 다양성이 형성될 수 있습니다. 이것이 진화계통에 새로운 가지의 성장이 표시되는 방식입니다. 새로 획득한 특성이 유전되면 유전자형의 생존과 새로운 돌연변이의 축적을 보장하는 특성의 선택으로 인해 다음 세대에서 유전적 차이가 증가합니다. 다양성이 더 잘 적응합니다. 기존 조건, 표현형적으로 모종으로부터 멀어짐 따라서 새로 나오는 가지가 자라서 새로운 종으로 분리됩니다.
진화와 DNA
계통발생수를 해석하고 진화 과정을 이해하는 데 유전학이 어떻게 도움이 되었습니까? 사실 생물학적 진화는 뉴클레오티드 A, T, C, G(아데닌, 티민, 시토신, 구아닌)의 네 가지 화학 화합물의 서열인 DNA의 변화와 크게 관련되어 있습니다. 유기체의 모든 DNA를 게놈이라고 합니다. DNA의 특정 부분인 유전자는 단백질을 암호화합니다. 게놈의 비암호화 영역도 있습니다. 이것은 전체 종에 공통된 종별 특성과 특정 개체를 동일한 종의 다른 대표자와 구별하는 고유한 특징을 모두 정의하는 유전 텍스트입니다. 모든 유기체의 DNA는 돌연변이를 일으키며, 그 중 일부는 특정 DNA 부분의 뉴클레오티드 수를 변경하지 않지만 위치를 변경합니다. 그러나 더 복잡한 과정도 가능합니다. 즉, 삭제, 삽입, 뉴클레오티드의 배가 및 게놈의 한 부분에서 다른 부분으로의 DNA 단편 이동; 다른 종 사이의 DNA 전달도 배제되지 않습니다.
돌연변이는 드문 사건입니다. 자손의 DNA에 있는 특정 뉴클레오티드가 부모와 비교하여 변경될 확률은 대략 10-9입니다. 그러나 진화 과정이 진행되는 방대한 기간 동안 엄청난 수의 뉴클레오티드(인간의 경우 30억 개)로 구성된 전체 게놈에 대해 이는 실질적인 가치입니다. 유해한 장애가 있는 개체는 생존하거나 번식할 수 없으며 돌연변이가 전달되지 않습니다. 유용한 변화는 후손에게 물려받을 수 있습니다. 이것이 유전 정보가 세대에서 세대로 변환되는 방식입니다. 이것이 진화 과정의 유전적 본질입니다.
계통발생수에서는 외부적으로 서로 유사한 종들이 같은 가지에 그룹화됩니다. 살아있는 종의 DNA에 대한 연구를 통해 돌연변이로 인한 진화적 변화 수준에서 다른 종의 개체의 근접성을 비교할 수 있게 되었습니다. 현대 분자 생물학을 사용하면 서로 다른 종의 해당 DNA 조각(예: 특정 유전자)을 비교하고 둘 사이의 차이점 수를 계산할 수 있습니다. DNA와 형태생리학적 특성에 의해 구성된 계통발생수는 명백한 일치성을 가지고 있습니다. 즉, 형태생리수에서 서로 멀리 떨어져 있는 종은 DNA 계통발생수에서도 서로 멀리 떨어져 있습니다. 따라서 유전학은 고전 계통발생수가 진화적 변형의 방향을 반영한다는 것을 입증했습니다. 더욱이, 각 분류군의 진화에 수반되는 게놈의 변화가 무엇인지 정확하게 보여주었습니다.
인간과 다른 종
예를 들어 사람을 나비에 비유해 보겠습니다. 우리가 외모와 DNA 구성에서 서로 매우 다르며 계통발생수의 먼 가지에 있다는 것은 분명합니다. 이제 포유류로 넘어가 보겠습니다. 사람을 나비보다 훨씬 더 가까운 고양이 나 개와 비교하면 DNA 측면에서 사람이 그들과 더 유사하다는 것이 밝혀졌습니다. 포유류의 가지를 따라 영장류로 더 나아가면 인간에게 접근함에 따라 유인원과 관련된 특징-오랑우탄, 고릴라 및 침팬지-가 분명해집니다 ( 쌀. 2). 무엇보다 인간은 침팬지를 닮았다. DNA를 비교해 보면 매우 가까운 것으로 드러납니다. 유전학은 유사성을 정량화하는 것을 가능하게 했습니다. 인간과 침팬지는 100개 중 1~2개의 뉴클레오티드만 서로 다릅니다. 즉, 유전적 동일성은 거의 99%이다.
사람들은 유전적으로 서로 가깝습니다.
이제 그 사람 자신을 살펴 보겠습니다. 오세아니아 원주민과 유럽인과 같은 먼 민족의 대표자를 비교하거나 모든 사람의 얼굴을 비교해 봅시다 유명한 사람들. 물론 서로 다르지만 얼마나 될까요?
지구에 도착한 외계인이 우리를 서로 구별할 수 있을까요, 아니면 그에게 우리 모두가 똑같이 보일까요? 결국, 우연히 동물원을 방문하는 사람에게는 모든 원숭이가 똑같아 보이지만, 그들과 함께 일하는 사람에게는 완전히 다르게 보입니다. 물론 네안데르탈인은 현대인과 공통점이 거의 없지만 일단 그에게 양복과 모자를 입혀주면 그는 우리 중 하나가 됩니다. 이 기사의 저자는 학생들을 위한 진화론 강의에서 그림에 누가 등장했는지 물었습니다. 그리고 그 중 한 사람이 즐거운 추측으로 외쳤습니다. "그래서 바로 당신이에요!"
DNA를 비교해 보면 다른 사람들, 그러면 서로 0.1%만 다르다는 것이 밝혀졌습니다. 즉, 뉴클레오티드의 1/1000만 다르고 나머지 99.9%는 동일합니다. 더욱이 다양한 인종과 민족 대표자들의 DNA 다양성을 모두 비교해 보면 사람들은 한 무리의 침팬지보다 훨씬 덜 다른 것으로 나타났습니다. 따라서 가상의 외계인은 먼저 침팬지를 서로 구별하는 방법을 배우고 그 다음에는 인간을 구별하는 방법을 배웁니다.
많나요 적나요 - 유사성 99.9%, 차이점 0.1%. 간단한 계산을 해보겠습니다. 인간의 DNA에는 약 30억 개의 뉴클레오티드 쌍이 포함되어 있으며, 그 중 약 300만 개가 사람마다 다릅니다. 이것은 유전적으로 동일한 사람이 없다고 주장하기에 충분합니다. 심지어 쌍둥이의 DNA도 돌연변이로 인해 다를 수 있습니다. 사실, 대부분의 차이점은 DNA의 침묵 부분에서 발생하므로 우리의 주요 유전자는 거의 동일합니다. 예를 들어, 폐에서 신체 세포로 산소를 운반하는 데 중요한 역할을 하는 헤모글로빈 분자를 생각해 보십시오. 이 분자의 구성은 모든 사람에게 완전히 동일합니다. 물론, 고립된 편차가 가능하지만 복잡한 헤모글로빈 분자에서 적어도 하나의 아미노산의 돌연변이가 그 구성을 변경하여 산소를 유지하고 신체에 공급하는 능력을 급격히 방해하기 때문에 모두 심각한 병리를 동반합니다. 마찬가지로 모든 사람은 다른 많은 단백질과 이를 암호화하는 유전자를 공유합니다.
우리를 서로 구별하는 일부 뉴클레오티드는 사람들에게 혈액형, 체격, 피부색, 행동 등을 결정하고 변화하는 생활 조건에 적응할 수 있도록 하는 여러 특성을 제공합니다. 그러나 대부분의 차이점은 신체의 적응 기능과 직접적인 관련이 없으며 진화 과정은 돌연변이 과정의 속도에 따라 결정되므로 인간 진화 경로와 전 세계 정착이 가능합니다.
인간 조상
그렇다면 침팬지는 왜 인간과 더 다를까? 우리는 왜 유전적으로 서로 비슷할까요? 우리는 어디서 왔으며, 우리의 조상은 누구입니까? 후자의 질문은 여전히 논란의 여지가 있지만, 최근 수십 년 동안의 고고학적 발견과 DNA 연구를 통해 우리는 이에 대한 이해에 더 가까워졌습니다. 침팬지는 상당한 유전적 다양성을 만들어낸 오랜 진화 역사를 가지고 있습니다. 인간의 진화 역사는 심각한 차이를 축적하기에는 너무 짧습니다. 이제 과거의 세부사항을 살펴보겠습니다.
500만~700만년 전, 인간과 침팬지의 공통조상에서 한 가지가 분리되어 직립보행으로 전환한 고대 유인원이 탄생했습니다. 그들은 남아프리카에 살았으며 그곳에서 유해가 발견되었습니다. 따라서 그들의 이름은 Australopithecus (즉, 남반구의 원숭이), 속입니다. 오스트랄로피테쿠스. 가지 중 하나가 인류를 탄생시켰습니다. 호모. 90년대 중반까지 알려진 가장 오래된 조상 현대인오스트랄로피테쿠스 아파렌시스(Australopithecus afarensis)가 고려되었습니다. A. 아파렌시스, 300만~400만년 전에 살았던 사람. 이 종에는 1974년 에티오피아에서 발견된 유명한 루시(Lucy)가 포함됩니다. 많은 고인류학자들은 현대인의 가장 오래된 조상이 오스트랄로피테쿠스의 또 다른 종인 라미두스라고 믿고 있습니다. A. 라미두스 450만 년 전의 유물도 에티오피아에서 발견되었습니다.
우리에게 알려진 인간 속의 첫 번째 대표자는 200만 년 전에 나타났습니다. 그것은 호모 하빌리스- 동부와 남아프리카에 살았던 숙련된 사람. 그러다가 그 사람이 교체됐어요 호모 에렉투스- 호모 에렉투스는 아프리카와 유라시아에서 발견된 흔적으로 170만년 전의 것입니다. 이 종에는 오세아니아에서 발견된 아시아인 Sinanthropus 또는 Peking 사람, Pithecanthropus 또는 Java 사람과 고대 "유럽인"인 Heidelberg 사람이 포함됩니다. 최신 발견은 250,000년 전의 것입니다. 인류학자들은 다음과 같이 동의한다. 호모 에렉투스이주를 통해 아프리카 너머로 멀리 퍼졌습니다.
첫 번째 대표자 호모 사피엔스(소위 고대인) 후손들 호모 에렉투스, 50만 년 이상 전에 출현했으며 현대 인류와 체격이 달랐습니다. 그들의 뼈는 아프리카, 유럽, 아시아에서 발견되었습니다. 그래서 질문이 생깁니다. 현대인은 어디서 발생했습니까? 현재 다계통(또는 다지역)과 단일계통이라는 두 가지 주요 가설이 있습니다.
다지역 가설에 따르면 ( 쌀. 삼), 다른 인종의 사람들은 다른 기원을 가지고 있습니다. 각각은 종의 별도 대표자로부터 자체 대륙에서 발생했습니다. 호모 에렉투스. 동시에 조상 종족은 단일 인구 시스템을 형성하고 이동하는 동안 유전자를 교환했습니다. 단일계통 가설은 모든 사람이 공통의 기원을 갖고 있으며, 호모 사피엔스, 게다가 호모 에렉투스, 아프리카에서 시작되어 그곳에서 모든 대륙으로 퍼졌습니다.
두 가설의 지지자들은 인간의 기원을 의심하지 않습니다. 호모 에렉투스, 그러나 발생 시점에 대한 문제는 다릅니다. 다지역 가설에 따르면 현생인류의 나이는 100만 년 이상, 단계통설에 따르면 약 50만 년이나 되지만, 인류학자나 고고학자 모두 이 논쟁을 종식시키지 못했다. 인간의 출현, 대륙의 정착, 인종의 출현 문제를 해결하는 근본적인 전환점은 DNA 연구에 의해 만들어졌습니다.
DNA와 인류 역사의 재구성
인류 인구의 역사는 개인 간의 차이가 게놈 평균보다 훨씬 더 뚜렷한 DNA 조각으로 다양한 인종과 민족의 대표자를 비교함으로써 추적될 수 있습니다. 이러한 단편을 DNA 마커라고 합니다. 돌연변이가 발생하는 속도를 알고 서로 다른 인구 집단의 사람들의 게놈 차이에 대한 정량적 측정을 결정하면 공통 조상 계통에서 분리되는 시간이 계산됩니다. 현대 인간 게놈에서 거꾸로 작업하면 계통발생수를 구성할 수 있습니다. 호모 사피엔스. 이를 통해 우리는 인류의 유전사에 대해 특정한 결론을 내릴 수 있습니다.
연구용 다른 유형 DNA 마커. 미토콘드리아 DNA(mtDNA)와 Y 염색체(Y-DNA)는 여성과 남성 계통을 통해 인류의 유전적 역사를 별도로 추적할 수 있다는 점에서 주목할 만합니다. 첫 번째는 다음으로만 전송됩니다. 모계, 미토콘드리아는 세포의 세포질에 위치하고 자손 (접합체)의 세포질은 난자의 세포질에 의해 결정되기 때문입니다. 두 사람이 공통 여성 조상을 공유하는 경우, mtDNA 간의 차이는 몇 세기 또는 수천 년 전에 살았던 공통 증조할머니로부터 몇 세대가 분리되어 있는지를 나타냅니다. Y-DNA 연구를 통해 우리는 부계를 따라 진화의 궤적을 추적할 수 있습니다. 왜냐하면 Y 염색체는 남성 계통을 통해서만 전달되기 때문입니다. 염색체에 집중되어 있고 두 계통을 따라 유전되며 대부분의 인간 게놈이 나타나는 게놈의 나머지 상염색체 부분에 대한 연구도 매우 중요합니다. 왜냐하면 그것이 조합 변이 연구를 위한 마커를 제공하기 때문입니다. , 아버지와 어머니 모두에서 동시에 도입되었습니다.
이런 종류의 첫 번째 연구는 미토콘드리아 DNA를 사용하여 수행되었습니다. 과학자들은 모든 대륙의 원주민 데이터를 비교하여 mtDNA 다양성이 남아프리카 공화국에서 가장 높다는 사실을 발견했습니다. 게다가 다른 곳에서는 볼 수 없는 유형이 그곳에서 발견되었습니다. 그들은 뉴클레오티드 구성에 의해 가장 오래된 것으로 평가되었습니다. 다른 대륙 인구의 미토콘드리아 DNA는 덜 다양했으며 남아프리카 원주민의 mtDNA와 비교하면 인류가 아프리카 외부로 확산되는 동안 아프리카 유형의 돌연변이 변화로 발생했음을 알 수 있습니다.
DNA 마커 유형의 지리적 분포에 대한 연구와 돌연변이 관계 분석을 통해 단계통 가설의 타당성을 입증할 수 있었습니다. 쌀. 4). 더욱이 그들의 연구는 먼 수천 년 동안의 이주 사건뿐만 아니라 최근 몇 세기 동안의 이주 사건을 재구성하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, XIV-XVI 세기의 위대한 지리적 발견 시대입니다. 이전에 알려지지 않은 먼 땅의 주민들과의 접촉 개발에 기여했습니다. 배에는 남자들만 타고 있었고, 아프리카, 오세아니아, 아메리카 원주민에 대한 유전적 연구는 이제 그들의 DNA에 유럽인의 특징인 Y 염색체 유형이 상당 부분 존재한다는 사실을 보여줍니다.
"미토콘드리아 이브"와 "Y염색체 아담"
DNA 마커의 다양성 정도에 따라 어떤 조상 유형과 언제 유래되었는지를 확인할 수 있습니다. 더욱이, 이후 다양한 방식 mtDNA는 재결합하지 않기 때문에, 즉 생식 세포가 형성되는 동안 서로 단편을 교환하지 않기 때문에, 확률론적 분석에 따르면 현재 존재하는 모든 유형의 mtDNA는 먼 과거에 단일 원형으로 축소되었음을 알 수 있습니다. 왜 이런 일이 발생합니까? 작은 조상 인구가 있었다고 가정 해 봅시다. 만약 어떤 여성이 다른 여성보다 더 많은 아이를 낳았다면, 다음 세대에서는 그들의 mtDNA가 더 자주 발견될 것입니다. 그들의 딸과 손녀들에게도 조상의 mtDNA를 물려받은 자녀가 있었습니다. 이 경우 돌연변이는 무작위로 발생합니다. 이것이 mtDNA 유형의 전달에서 확률론적 과정이 발전하는 방식이며, 그 결과 세대에서 세대로 일부 mtDNA 유형은 인구 내에서 그 표현이 증가하는 반면 다른 유형은 감소합니다.
확률론적 과정 이론에 따르면, 언젠가 인구 중 단 하나의 mtDNA의 후손이 있게 될 것입니다. 비유적으로 "미토콘드리아 이브"라고 불리는 특정 독신 여성으로부터 말입니다. 그러나 우리의 게놈에는 미토콘드리아 DNA만이 포함되어 있지 않기 때문에 그녀의 동료 부족민도 먼 후손의 유전자 풀에 기여했습니다. mtDNA의 길이는 약 16.5,000개의 뉴클레오티드에 불과하며, 이는 염색체 DNA의 30억 뉴클레오티드에 비해 무시할 수 있는 수준이며, 그 주요 부분은 22개의 상염색체와 X 염색체로 표시되며, 여기서 유전은 여성과 남성의 두 계통을 따라 결합됩니다. . 수많은 돌연변이로 인해 살아있는 사람의 mtDNA는 나이(과거 모든 종류의 mtDNA의 연결점)가 약 20만년인 '이브'의 데이터와 다르다. 상황은 Y 염색체와 유사합니다. 그것의 대부분은 재결합되지 않으며, 그 안에 있는 DNA 가변성은 mtDNA와 동일한 확률론적 과정을 따릅니다. 동시에 그들은 “Y염색체 아담”에 대해서도 이야기합니다. 그는 MtEva보다 훨씬 어린 것으로 밝혀졌습니다. 이에 대한 설명은 소위 더 작은 것입니다. 사망률이 높고 생식 과정에서 자주 배제되기 때문에 인류 역사상 유효 남성 수입니다.
네안데르탈인 - 우리의 조상인가 아니면 증조부인가? 추가 정보우리 조상에 대한 정보는 현생인류와 네안데르탈인의 미토콘드리아 DNA를 비교하여 얻은 것입니다. 우리 고대 친척의 유해가 독일에서 처음 발견된 이후로 100년이 넘는 시간 동안 그가 우리에게 누구인지에 대한 논의가 이어져 왔습니다. 네안데르탈인 골격의 구조적 특징과 지리적 분포를 기반으로 일부 과학자들은 이를 우리의 조상으로 간주했습니다. 호모 사피엔스, 그 발전은 현대 해부학 적 유형의 인간으로 이어졌습니다. 다른 세부 사항을 통해 독립적인 진화 지점인 아종으로 간주할 수 있었습니다. 호모 사피엔스, 우리와 공통 조상을 갖는 것, 즉 사촌과 같습니다. 이 두 아종은 동물학적인 이름을 받았습니다 호모 사피엔스 네안데르탈렌시스그리고 호모 사피엔스 사피엔스.
과학자들은 두 네안데르탈인의 미토콘드리아 DNA의 가변(대조) 영역의 일부를 읽을 수 있었습니다. 첫 번째는 독일 펠트호버 동굴에서 발견되었고, 조금 후에 북캅카스 메즈마이 동굴에서 발견된 네안데르탈인 어린이의 mtDNA 유전문자가 판독됐다. 현생인류와 네안데르탈인의 가장 가변적인 mtDNA 단편을 비교할 때 상당한 차이가 발견되었습니다. 조사된 370개의 뉴클레오티드 위치 중 평균 27개의 뉴클레오티드 위치가 서로 달랐습니다. 두 현대인의 미토콘드리아 DNA를 비교하면 평균 차이는 8뉴클레오티드에 불과합니다. 이러한 계산에 따르면 우리와 네안데르탈인의 공통 조상은 약 50만~70만년 전에 살았음을 알 수 있습니다.
DNA 분석을 통해 우리는 인간과 네안데르탈인 사이에 유전자 교환이 없거나 무시할 만한 수준이라는 결론을 내릴 수 있었습니다. 아마도 이들은 공통 조상의 후손인 완전히 별개의 평행 진화 가지입니다. 최종 결론을 내리기 위해서는 추가적인 DNA 연구가 필요하지만. 따라서 네안데르탈인은 우리의 진화론적 “삼촌”인 것 같습니다. 대략 30만~40만년 전에 두 가지가 최종적으로 분리되었습니다. 네안데르탈인은 유럽과 아시아에 가장 먼저 정착했고, 이후 그곳에 현대인(소위 크로마뇽인)이 도착해 꽤 오랫동안 같은 영토에서 공존했다. 그러나 약 3만년 전에 네안데르탈인은 사라졌고, 후기 고고학 지층에서는 그의 흔적이 전혀 발견되지 않았습니다. 아마도 그는 경쟁을 견딜 수 없었고 더 똑똑하고 교활한 친척에 의해 대체되고 멸종되었거나 네안데르탈 인이 죽은 데에는 다른 이유가 있었을 것입니다.
인구와 인종의 진화
 쌀. 6. DNA 마커 데이터에 따른 인류 인구의 진화계통. 인구의 주요 발달과 분리는 평균 약 10만년 전에 아프리카에서 시작되었음을 알 수 있습니다. 그러다가 아프리카에서 한 가지가 나와서 대륙의 가지들로 갈라지기 시작했습니다. 화살표는 진화 가지 분리 사이에 경과된 최소 시간을 나타냅니다. 지점의 분리가 아직 이 지역에 인구가 물리적으로 존재한다는 것을 의미하지는 않는다는 점을 명심해야 합니다. 예를 들어, 아시아 인구에서 아메리카 인디언으로 이어지는 지류는 이 지류가 언제 분리되었는지 보여 주지만, 분리된 그룹이 베링기아에 도달하여 해협을 건너는 데는 여전히 시간이 걸렸습니다(Zhivotovsky et al., 2003에 따르면). |
현대인의 DNA 다양성을 연구함으로써 아프리카 기원 가설에 따르면 모든 인류의 후손이 된 조상 인구의 규모를 추정하는 것이 가능합니다. 그것은 작았습니다 – 약 수천이었습니다. 남아프리카 원주민의 DNA 표지를 비교하면 약 70~15만년 전에 아프리카 내에서 다양한 인구가 출현하면서 집중적인 분화와 복잡한 인구통계학적 과정이 시작되었다고 말할 수 있습니다. 그러다가 5만~10만년 전에 정착민들의 물결이 아프리카에서 쏟아져 나와 다른 대륙으로 퍼지기 시작했는데, 이는 DNA 나무의 독특한 구조에 반영되었습니다. 쌀. 6).
유럽, 아시아, 오세아니아, 북부 및 유럽의 현대 인구 탐구 남아메리카연구 중인 DNA 표지의 특성과 돌연변이 비율을 알면 아프리카 사람들의 이동 경로와 시간을 어느 정도 정확하게 추적하는 것이 가능합니다. 놀라운 점은 유전적 데이터가 고고학적 발견에 의해 확인된다는 점이다. 예를 들어, DNA의 구조는 인류가 50~60,000년 전에 호주와 뉴기니에 출현했음을 나타냅니다. 유물의 화학원소 조성을 분석한 결과 같은 시기임을 알 수 있다. 사람들은 약 7만년 전에 중앙아시아와 동남아시아에 들어왔고, 유럽의 정착은 그보다 나중에인 3만 5천~4만년 전에 일어났습니다. 미국 탐험 시간은 아직 결정되지 않았으며 사람들이 다른 대륙보다 훨씬 늦게 15,000년에서 35,000년 전에 그곳에 나타났다는 것만 알려져 있습니다.
 쌀. 7. DNA 마커를 사용해 인종 그룹을 지역별로 세분화합니다. 각 포인트는 400개의 상염색체 DNA 마커를 특징으로 하는 특정 지리적 지역의 특정 인종 그룹의 개인 샘플을 나타냅니다. 왼쪽과 오른쪽 그림은 샘플 간 차이의 다차원 공간에 대한 서로 다른 투영을 나타냅니다. 각 지역에서는 동일한 출신의 인종 그룹을 추적할 수 있지만 이들 간의 차이는 더 이상 지역 간만큼 두드러지지 않습니다(Zhivotovsky et al., 2003에 따르면). |
그들은 어떻게 생겨났는가 현대 인종인간과 DNA가 서로 다른가요? 이주 과정과 인간이 지역 조건에 적응하는 과정은 수만 년 동안 계속되어 왔습니다. 한 무리의 사람들이 동남아시아에 와서 여러 세대에 걸쳐 그곳에 정착했다고 가정해 보겠습니다. 그런 다음 일부는 더 이주하여 새로운 지역 인구를 형성했지만 부모 그룹과 공통된 역사와 공통 조상을 가지므로 그들의 DNA는 다른 대륙의 주민보다 서로 더 유사합니다. 실제로, 서로 다른 대륙의 인구는 친족관계와 인구통계학적 역사에서 가까운 이웃 인구보다 공통 조상 그룹에서 진화론적으로 훨씬 더 멀리 떨어져 있습니다. 공통조상과 분리된 지 오랜 시간이 흐르면서, 세대를 거듭하며 쌓이는 돌연변이로 인해 그들의 DNA는 서로 다르기 시작했다. 오늘날 우리는 서로 다른 대륙에 사는 사람들 사이의 유전적 차이를 인종적 특성이라고 부릅니다. 수십, 수백 개의 DNA 마커를 연구함으로써 거의 100% 인종 식별이 가능합니다( 쌀. 7). 한 인종과 넓은 지리적 지역 내에서 개인의 민족성을 확실하게 결정하려면 수천 개의 DNA 마커가 필요합니다. 그러나 서로 다른 인종과 민족 집단이 접촉하는 영역에서는 유전자 풀의 혼합으로 인해 이것이 거의 불가능합니다.
그러나 유전적으로 우리 모두는 같은 둥지에서 왔으며 비교적 최근에는 진화의 규모로 볼 때( 쌀. 6).
추가 개발은 서로 독립적으로 이루어졌습니다. 사람들은 기후 및 지리적 조건, 음식 및 풍경 유형, 언어 및 문화에 적응했습니다. 그러나 민족 형성은 인구 분할 과정의 영향을 받은 것이 아닙니다. 다양한 인종, 언어적 배경을 가진 집단이 혼합되어 새로운 민족 집단이 형성될 수 있습니다. 동시에 단일 유형의 문화와 공통 언어를 가진 유전적으로 이질적인 민족 공동체가 탄생했습니다. 따라서 유전자 풀 연구, 즉 인구 집단의 전체 DNA 다양성, 개별 지역 인구의 유전 이력, 인종-민족 그룹 및 현대 민족 그룹의 가계와 관련된 연구가 점점 더 관련성이 높아지고 있습니다. .
소수민족의 접촉
볼가-우랄 지역은 그곳에 거주하는 민족의 민족 역사의 특성으로 인해 이러한 관점에서 특히 중요합니다. 두 개의 정착 물결, 두 종족, 즉 코카소이드와 몽골로이드가 이곳에서 만났습니다. 이 사건의 흔적은 이곳에 사는 사람들의 DNA에 보존되어 있습니다. 쌀. 8). 미토콘드리아 DNA와 Y 염색체에 대한 연구를 통해 나중에 이 지역에 정착한 사람들의 형성 시간을 계산할 수 있었습니다. 이는 대략 4만~5만년 전으로, 이는 후기 구석기 시대 유럽 대륙에 현대인이 출현한 시기와 일치한다.
알타이어 계열의 투르크어 계통에 속하는 18개 유라시아 민족의 mtDNA를 비교 분석한 결과, 8,000km에 걸쳐 아시아 mtDNA 유형의 빈도가 증가하는 서동쪽 기울기를 확립할 수 있었습니다. 몰도바에서 야쿠트족과 돌간족이 95~99%로 늘어났습니다. 따라서 백인 특징은 서부 유라시아 주민들의 가장 특징적이며 인구의 특징은 가장 적습니다. 동부 시베리아. 볼가-우랄 지역의 민족과 우즈베크인, 카자흐인, 즉 유럽과 아시아의 국경에 사는 사람들은 중간 위치를 차지합니다. 상염색체 DNA 마커에 대한 연구는 볼가-우랄 지역 사람들의 유전자 풀에 50%에서 90%까지 상당한 비율의 코카서스 특성이 존재한다는 것을 보여주었습니다. 따라서 유럽과 아시아의 경계에 있는 이 민족들은 두 종족이 혼합된 흔적을 남겼습니다. 하나는 동양에서, 다른 하나는 서양에서 왔습니다. 또한 언어의 유사성은 인구의 지리적 근접성보다 덜 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 랴잔과 쿠르스크 지역의 러시아인이 몽골로이드 유형의 mtDNA를 2~3%만 가지고 있다면, 유럽과 아시아 국경에 사는 러시아인은 이미 10~12%를 갖고 있습니다. 이것은 볼가-우랄 지역의 투르크어를 사용하는 사람들과의 혼합으로 설명됩니다.
따라서 개인의 DNA를 통해 그의 국적을 확인할 수는 없지만 그가 어떤 유형의 mtDNA 또는 Y 염색체를 가지고 있는지(예: 몽고계 또는 백인 계통) 알아낼 수 있습니다. 볼가-우랄 지역의 러시아인들은 마리(Mari), 모르도바(Mordovians), 추바시(Chuvash), 바쉬르(Bashkirs), 타타르(Tatars), 우드무르트(Udmurts)의 특징인 DNA 표지를 가지고 있습니다. 따라서 마리족은 볼가-우랄 지역 등의 다른 종족 그룹에서 발견되는 DNA 표지를 가지고 있습니다. 이러한 결과는 서로 다른 언어를 사용하고 서로 다른 신을 믿고 문화적 전통이 다릅니다.
모든 인간은 유전적 사촌이다.
우리는 모두 유전적으로 매우 유사합니다. 우리는 너무 중요하게 생각하는 여러 가지 특성(키, 피부색, 머리 모양 등)으로 서로 구별되지만 거의 100%(99.9%)인 우리와 비교하면 얼마나 미미한가? 유전적 유사성! 우리는 유전자뿐만 아니라 주변 사람과 현상의 영향을 받아 형성되었으며, 성격 발달에는 유전적 특성보다 환경이 헤아릴 수 없을 정도로 더 큰 역할을 합니다. 우리는 모두 공통된 행성에 살고 있는 하나의 큰 유전적 가족입니다. 그리고 사람들 사이의 모든 싸움은 일상적인 근거에서 발생합니다. 사람들 사이의 공동 생활의 기본 규범을 준수하지 않고 서로의 가치, 특성 및 명백한 기이함에 대한 무례함으로 인해 발생합니다.
그러나 우연히 다른 사람, 즉 완전히 다른 인종, 다른 종교, 자신의 언어와 습관을 가진 무인도에 있다고 상상해보십시오. 99.9%의 유전적 유사성이 즉시 당신을 하나로 묶을 것입니다.
Zhivotovsky Lev Anatolyevich - 교수, 생물학 박사, 일반 유전학 연구소의 수석 연구원. N. I. Vavilova RAS, 러시아 연방 국가 상 수상자, 러시아 과학 아카데미 진화 생물학 상 수상자, 스탠포드 대학 (미국 캘리포니아)의 선임 과학자 방문.
쿠스누트디노바 엘자 카밀레브나- 교수, 생명과학 박사. 과학적 관심 분야: 인구 유전학, 민족 유전학, 의학 유전학, 300편의 출판물과 4편의 논문 저자.
호주의 고생물학자인 마이클 리(Michael Lee)는 거북이의 기원에 대한 새로운 가설을 제안했습니다. 그 이전의 많은 작가들처럼 Lee도 거북이가 페름기 시대의 대형 초식 공룡인 파레이아사우루스에 가깝다고 믿습니다. 그러나 그는 거북이가 파레이아사우루스와 함께 악어, 공룡, 도마뱀을 포함하는 파충류의 한 가지인 이궁류에서 진화했다고 제안합니다. 만약 이 가설이 확인된다면, 이는 파충류의 진화계통이 매우 극적인 재구성을 의미할 것이며, 아마도 “파충류의 새로운 계통발생”이라는 이름을 받을 자격이 있을 것입니다.
거북이는 트라이아스기 말기인 약 2억 2천만년 전 지구에 나타났습니다. 트라이아스기 후기는 육상 척추동물의 역사에서 특별한 시대이다. 그때 포유류, 거북이, 악어, 공룡, 익룡(날아다니는 도마뱀)이 나타났습니다. 우리 행성의 모습을 크게 변화시킨 다섯 가지 동물 그룹이 탄생했습니다. 이 모든 그룹 중에서 가장 신비로워 보이는 것은 거북이의 기원입니다. 그리고 주된 이유이것은 고생물학자들의 부지런함이 부족한 것이 아니라 거북이의 너무 특이한 해부학적 구조로 인해 다른 척추동물과 비교하기가 어렵습니다.
거북이 조상의 역할에 대한 가능한 "후보"는 무엇입니까? 파충류와 그 후손은 무궁류, 이궁류, 단궁류의 세 가지 거대한 그룹으로 나누어지는 것으로 알려져 있습니다. 이 그룹을 구별하는 주요 특징은 측두골 아치의 수입니다. 즉, 구멍으로 구분된 두개골 지붕의 뼈 다리입니다. 예를 들어, 우리는 관자궁이 하나만 있고(광대뼈에서 손을 뒤로 움직여 느낄 수 있음) 이는 우리가 시냅스("융합 아치형")임을 의미합니다. 단궁류에는 포유류와 멸종된 동물과 유사한 파충류가 포함됩니다. Diapsids ( "biarched")는 원래 두 개의 측두 아치를 가진 동물입니다. 여기에는 도마뱀, 뱀, 투아타리아, 악어, 공룡, 익룡 및 새가 포함됩니다. 그리고 마지막으로 무궁류(“아치 모양”)는 측두 아치나 개구부가 전혀 없는 것입니다. 여기에는 파레이아사우루스(pareiasaurs)와 프로콜로폰(procolophons)과 같은 몇몇 멸종된 도마뱀 그룹이 포함됩니다.
아무도 거북이를 단궁류로 분류하지 않습니다. 그러나 거북에는 일시적인 아치나 구멍이 없기 때문에 무궁류에 속한다는 것은 완전히 자연스러운 일이었습니다. 그들은 일시적인 홈만 가지고 있습니다(그러나 구멍은 없습니다!). 실제로 20세기 초 몇몇 고생물학자들은 거북이가 오늘날까지 살아남은 유일한 무궁류라는 결론에 즉시 도달했습니다. 예를 들어, 그들의 조상은 몸 모양조차 거북이와 약간 유사한 파레이아사우르스였을 수 있습니다(그림 1).
1947년 미국 고생물학자 에버렛 올슨(Everett Olson)은 무궁류를 반파충류(Parareptilia)의 하위 강으로 분류하여 다른 파충류와의 뚜렷한 기원을 강조할 것을 제안했습니다. 그는 또한 이 하위 클래스에 거북이를 포함시켰습니다.
그러나 기저귀도 있습니다. Olson에 따르면 그들은 진정한 파충류(Eureptilia)의 하위 클래스에 들어갔습니다. 문제는 거북이도 현대 이궁류와 공통된 특징을 많이 가지고 있다는 것입니다. 예를 들어, 거북이와 도마뱀의 심장은 매우 유사하여 1916년에 영국의 저명한 비교 해부학자 에드윈 스티븐 굿리치(Edwin Stephen Goodrich)는 그들의 긴밀한 관계에 대해 생각하게 되었습니다. 그 후, 골반 거들, 발, 위턱, 척추 및 후두부의 해부학에서 이궁류를 가진 거북이에게 공통적인 특징이 발견되었습니다. 그리고 측두창은 결국 일부 진화적 계통으로 다시 나타나거나 반대로 너무 자라게 될 수 있습니다. 그 결과, 20세기 말에 이궁류에서 거북이가 기원했다는 가설이 꽤 유명해졌습니다(참조: V.R. Alifanov. 거북이 기원의 미스터리, "Priroda", 2001, No. 8).
거북의 기원에 대한 두 가지 주요 이론인 anapsid (parareptile)와 diapsid (eureptile) 사이의 선택은 아직 이루어지지 않았습니다. 두 가지 모두에 대해 매우 강력한 비교 해부학적 주장을 찾을 수 있습니다. 다행히도 분자계통발생학도 있습니다. 200개 이상의 유전자를 포괄하는 DNA 서열 분석을 통해 거북 가지가 이궁류 내에 위치한다는 결론을 내릴 수 있습니다(그림 2).
분자생물학이 항상 최종 결정권을 갖고 있다고 믿는다면 문제는 해결된 것으로 간주될 수 있습니다. 그러나 형태학적 구성의 그토록 많은 모순은 어디서 오는 걸까요? 그리고 이러한 모순을 어떻게 제거할 수 있습니까?
호주 고생물학자인 Michael Lee는 가능하다면 모든 현대 데이터를 결합하여 이를 파악하기로 결정했습니다. 그는 이렇게 추론했습니다. 문제에 대한 해결책이 계속해서 수렴되지 않으면 문제를 해결하는 바로 그 방법을 조사해야 한다는 의미입니다.
현재 일반적으로 인정되는 유일한 건축 방식은 진화의 나무분지론적 분석입니다(분지론 참조). 이 방법의 틀 내에서 모든 진화는 가계도의 이분형(2개) 가지 집합으로 간주되며 작업은 단순히 이러한 가지의 순서를 설정하는 것으로 축소됩니다. 그리고 동물 표현형이 반드시 구분되는 특성 목록을 기반으로 엄격한 알고리즘에 따라 결정됩니다. 논란의 여지가 있는 모든 경우에는 더 독특한 공통 기능을 가진 가지가 사실로 간주됩니다.
분지학의 수목 계산은 오랫동안 특수 프로그램을 사용하여 자동으로 수행되었습니다. 많은 것이 이러한 프로그램에 달려 있습니다. 계통발생 과학자들은 기존 접근 방식을 결합하고 새로운 접근 방식을 제안하여 지속적으로 이를 개선하고 있습니다.
하지만 이것마저도 극히 간단한 설명분지론적 분석에는 사람만이 수행할 수 있는 완전히 피할 수 없는 작업이 적어도 하나 이상 있다는 것이 분명합니다. 증상 목록을 작성하는 중입니다. 프로그램이 생성하는 트리 유형은 항상 입력된 기능의 값에 따라 달라집니다.
기능 선택을 결정하는 것은 무엇입니까? 우선, 특정 연구자가 어떤 동물 그룹에 관심을 집중하는지에 따라 다릅니다. 같은 문제를 해결할 때 반파충류(아나프시드)와 실제 파충류(디아프시드)를 전문으로 하는 과학자들 - 이 경우거북이 기원 문제 - 단순히 다른 특성을 가지고 작업하기 때문에 다른 결과를 얻습니다. 예를 들어 무압시드 전문가는 전통적으로 두개골의 해부학에 좀 더 많은 관심을 기울인 반면, 이압시드 전문가는 전통적으로 팔다리와 축 골격의 해부학에 좀 더 많은 관심을 기울였습니다.
거북은 원래 파라파충류용으로 만들어진 나무에 포함될 수도 있고, 원래 이궁류용으로 만들어진 나무에 포함될 수도 있습니다. 물론 이상적으로는 결과가 같아야 하지만 실제로는 달라집니다. Michael Lee는 이를 구체적으로 테스트하기로 결정했습니다. 먼저, 그는 적절한 프로그램을 사용하여 두 종류의 파충류 가계도를 구축했습니다. 거북이는 없어: "diapsid-focused"와 "anapsid-focused"를 각 트리에 거북이를 포함시킨 후 결과를 비교했습니다(그림 3).
러시아어에서는 첫 번째 유형의 나무를 "diapsidocentric", 두 번째 나무를 "anapsidocentric"이라고 부르는 것이 편리합니다. 어려운 말이지만 이보다 더 간단하게 말할 수 있는 방법은 없습니다. 둘 중 8개는 서로 다른 계산 기술을 사용하여 구축되었습니다. 더욱이, 8개의 "diapsidocentric" 나무 중 6개에서 거북이는 diapsid 내부에 있게 되었고, 2개에서는 여전히 anapsid 내부에 있게 되었습니다. 그러나 "아나프시도 중심" 나무에서는 거북이가 모든 경우에 무압시드 내부에 있게 되었습니다. 어떤 변종에서도 diapsids를 선호하는 것은 없습니다.
따라서 "diapsidocentric" 트리와 "anapsidocentric" 트리 사이에는 비대칭성이 있습니다. 분지론적 분석은 "무궁시도 중심"을 훨씬 더 확실하게 뒷받침합니다. 동물 그룹이 너무 복잡해서 특별한 연구 없이는 눈에 띄지 않는 것으로 나타났습니다.
그렇다면 거북이는 결국 무궁류인가요?
그러면 거북이를 이궁류 사이에 확실히 위치시키는 분자 데이터를 어떻게 처리해야 할까요?
이씨는 이러한 모순에서 벗어날 수 있는 매우 기발한 방법을 찾아낸다. 그는 거북의 기원이 이궁류(diapsid)이며 파레이아사우루스(pareiasaurs)와 프로콜로폰(즉, 악명 높은 무궁류)과의 근접성에 대한 진술이 사실일 수 있다는 생각을 표현합니다. 동시에. 이것은 파레이아사우루스, 프로콜로폰, 그리고 아마도 다른 파라파충류도 이궁류이며, 단지 측두엽 구멍을 매우 일찍 그리고 빠르게 잃었다는 것을 의미합니다.
그러한 가설에는 파충류의 가계도에 대한 전통적인 생각을 과장하지 않고 뒤집는 생명권이 있습니까? Lee는 적어도 하나의 측두엽 구멍이 실제로 발견되는 프로콜로폰과 밀접하게 관련된 측파충류에 대한 최근 발견을 언급합니다(참조: Modesto et al., 2009. 남아프리카 중부 페름기의 측두창이 있는 새로운 측파충류). 더욱이, 아주 최근에 적어도 하나의 측두엽 구멍의 존재가 모든 파충류의 원시 상태라는 진화론적 재구성이 발표되었습니다(참조: Pineiro et al., 2012. 초기 페름기 메소사우루스류 메소사우루스 테누이덴스의 두개골 형태 및 하부 측두창의 진화가 재평가됨). 이러한 배경에서 본질적으로 무궁류 그룹을 제거하는 Li의 가설은 완전히 믿어지지 않는 것처럼 보입니다. 그리고 이는 거북이의 위치에 관한 모순을 실제로 제거합니다.
Michael Lee는 오랫동안 거북이의 파레이아사우루스 기원을 지지하는 사람으로 알려져 있습니다(예를 들어 Lee, 1997. Pareiasaur phylogeny and theorigin of Turtles 참조). 이 가설의 새로운 급진적 버전은 확실히 그의 "최후의 방어선" 역할을 합니다. 따라서 그의 입장은 절대적으로 객관적인 것으로 간주될 수 없습니다(그런데 어떤 과학자가 완전히 객관적입니까?). 그러나 Li의 새로운 가설에 대한 이론적 근거는 상당히 합리적으로 보입니다. 물론 이 가설은 테스트가 필요하지만 주목할 가치가 있습니다. 오랫동안 잘 연구된 동물 그룹의 진화를 예상치 못한 각도에서 살펴볼 수 있기 때문입니다.
만약 이씨의 주장이 옳다면 파충류 진화에 관한 동물학 교과서를 다시 작성해야 할 것이다. 이미 널리 알려진 "동물의 새로운 계통 발생"과 유사하게 일종의 "파충류의 새로운 계통 발생"이 여기에 나타나고 있다고 말할 수도 있습니다(참조: 새로운 데이터를 통해 동물계의 계통을 명확히 할 수 있었습니다. ", 2008년 4월 10일). 더욱이 이 경우 새로운 아이디어를 테스트할 때 분자 생물학은 거의 쓸모가 없을 것입니다. 모든 과도기 그룹은 너무 오래 전에 사라져서 이에 대한 분자 유전 연구가 불가능합니다. 따라서 그것은 고생물학자들에게 달려 있습니다.
