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1、第13讲 人类的起源与可持续发展,沈显生 中国科学技术大学生命科学学院,主要内容,一、人类的起源和进化 二、人类社会发展中的环境问题 三、生态安全对人类的影响 四、人口压力与自然资源 五、可持续发展战略选择 六、中国可持续发展战略,一、人类的起源和进化,人的细胞结构属于真核细胞、异养、组织器官发达、能运动、动物界。人归属于脊椎动物亚门、哺乳动物纲、灵长目、人科、人属。 人种或种族：根据肤色、发型、鼻型等体质特征，人类通常被划分为4种 (亚种) 类型。,人在生物界的地位和特征,不同人群存在地理隔离和文化隔离，但是并没导致生殖隔离。 人与哺乳动物的显著区别,高加索人（白） 格罗尼人（黑） 蒙古人（
2、黄） 澳大利亚人（棕）,从猿到人,新生代早期, 哺乳动物从类似于食虫类的哺乳动物中进化出最早的灵长类动物(树鼳)。 为了适应树林中的生活环境，最早的灵长类身体较小，栖息在树上，善于在树林中跳跃、攀援、以昆虫为食，下地为地猿。 “手”逐渐发达起来。一对眼睛并列于脸的前方，灵长类开始具有复杂的社会行为。,最早出现的灵长类是5 000万年前的原猴类。 在第三纪末期气候变得寒冷和干燥，原猴类逐渐绝灭，少数演化成现代的猴类。,灵长类的进化,人猿类是在大约3600万年前渐新世时从一组原猴类进化而来的。 人猿类分为两支，一支进化成猿猴，另一支进化成为人类的祖先原始人。,血清蛋白的分子免疫学以及血红蛋白的氨基
3、酸序列分析和DNA序列的研究也说明，人与黑猩猩具有非常近的亲缘关系。,原始人的进化,约500万年前，灵长类中的一个小系从树上下来，身体构造发生了与直立相适应的变化，进入人的进化阶段。,完全直立行走、手、脑与语言的发展使人成为灵长类中最高级的成员。,根据人类化石推测的人类的进化,现存的人类属于一个物种； 人类化石最早的是440万年前； 至少有 4个属 17种 人类物种先后出现，在180万年前的肯尼亚同时有四个物种生存于同一区域内。,直立人(200万年-20万年前),东非直立人（Homo ergaster） 爪哇人 北京人 ，“北京人”生活在距今50万年前到20万年前之间，是属于从古猿进化到智人的
4、中间环节的原始人类 ,早在旧石器时代的初期，“北京人”已懂得选取岩石，制作石器，。 “北京人”已懂得使用火、支配火、学会保存火种的方法。,能人和早期猿人(200万年-175万年前),脑量600ml,形状沟回和人相似 语言能力 制造石器,智人 (25万年前),早期智人化石智人（H. heidelbergensis, H. neanderthalensis） (25万年-4万年前) 海丁堡人,尼安德特人 晚期智人（H. sapiens ），即今天的现代人类(4万年前) 山顶洞人,约400万年至200万年前，阿法南猿和非洲南猿； 能人和早期猿人(200万年-175万年前) 约250万年前，早期猿人（
5、又称能人），直立人；,人类的进化,25万年至4万年前：早期智人； 4万年前：晚期智人,人类的进化,现代人类如何发展而来？,最初的人类可能出现于500到700万年前的非洲，直立人起源于非洲的东非直立人，然后大致在100万年前第1次走出非洲，迁移到欧亚大陆。这一观点在学术界没有太多争议。然而，现代人类如何发展而来？这疑问一直引起学术界的广泛兴趣，并且争论持续不断。,非洲起源学说和多地区起源学说,但非洲起源学说认为现代人类起源于10万年前非洲的第2次迁移，走出非洲以后完全取代了其它地区的古人种。 多地区起源学说又称独立起源假说，认为世界各地的人类是独立起源，即由各地的非洲直立人、海德堡人、尼安德特人
6、、东亚直立人各自独立进化到现代人类的几大人种（亚种）。,夏娃假说,1987年，卡恩（Rebecca Cann）等人运用母系遗传的线粒体DNA多态性研究，提出了著名的夏娃假说15-20万年前，人类祖先起源于非洲的一位女性。 2001年斯坦福大学的昂德希尔（Peter A. Underhill）等人利用变性高效液相层析技术（DHPLC），分析得到了218个Y染色体非重组区（NRY）位点构成的131个单倍型，在对全球1,062个代表性个体考察结果显示明显的群体亲缘关系。,东亚的现代人,遗传学研究尤其是Y染色体证明，东亚的现代人具有共同的非洲起源，大致在距今1.8-6万年前最早的一批走出非洲的现代人进
7、入东亚的南部，然后随着东亚的冰川期结束，逐渐北进，进入东亚大陆。另一支迁移的路线从东南亚大陆开始，向东逐渐进入太平洋群岛。 多地区起源假说 对东亚地区现代人非洲起源提出质疑。依据是东亚尤其中国大陆发现的大量化石和考古学遗物。,二、人类社会发展中的环境问题,（一）人类历史初期的活动对环境的影响 人类在诞生以后的较长岁月里，只是自然食物的采集者和捕食者。早期的人类凭借简单的木制和石制的工具，采摘植物的果实和根茎，捕杀野兽和鸟禽，得到了生存所需的食物。这种生产方式决定了早期的人类，只是仅仅利用自然生态系统净产量中的人类可以获得的那一部分来维持生存，并且是自然生态系统中的一个普通因素，人类与其他生物一
8、样对自然界完全是一种依赖关系，是自然界的奴隶，被动地适应环境，与自然保持着和谐关系。,（二）农业生产的出现与发展对环境的影响,一万多年以前，地球上出现了农业。此后的几千年，农牧业基本上取代了采集和狩猎，成为人类主要的生产方式。农牧业是人类自觉利用环境和生物资源，经过选育、栽培和驯养，更有效地利用太阳能进行食物生产，有目的的耕种和驯养成为人们获取食物的主要手段，使人类的食物来源有了保障。人类通过农牧业生产活动，开发环境资源的能力有了极大的提高，创造了诸如巴比伦、玛雅和中国古代的农业文明。农业的兴起和发展，是人类改造自然的一个伟大胜利。但是，随着耕种业的发展，人类利用和改造环境的能力与作用也越来越
9、大，与此同时，也产生了相应的环境问题。,（三）工业的诞生与发展对环境的影响,1735年，第一台纺纱机问世标志着人类开始进入工业革命时期。机器的出现和电力的应用促使了工业文明的兴起，生产技术的进步大幅度提高了劳动生产率，增强了人类利用和改造环境的能力，丰富了人类物质生活条件和精神生活资料。工业化、城市化使世界上许多国家摆脱了贫困，发展了经济，但也带来了一系列环境问题，造成了严重的生态破坏和环境污染，特别是环境污染。在工业发达国家，20世纪50-60年代开始，公害事件层出不穷，导致成千上万人生病，甚至丧生，出现了著名的“世界八大公害事件”，从中，我们可以窥见工业革命后环境问题的严重性。,信息社会对
10、环境的影响,1957年，第一颗人造卫星上天，标志着人类发展进入了信息社会时代。信息社会的特点是以电子工程、遗传工程等新兴工业为基础，新技术、新能源和新材料的发展和应用，给人类利用和改造自然增添了新的力量，使社会生产力发展产生新的飞跃。它不仅影响产业结构、社会结构和社会生活的变化，而且对经济增长和社会进步也产生深刻的影响。发达国家已将新技术应用于环境管理系统、环境监测和污染控制系统，开始了大量的治理污染工作，以解决当前面临的严重的环境问题。但是，新技术革命的发展使发达国家建立新兴产业，而把技术落后、对环境污染严重的传统产业向发展中国家转移，或由城市向农村转移，这样又带来了新的环境问题。,三、生态
11、安全对人类的影响,（一）生态环境的恶化 1、生物多样性的减少 2、森林植被的破坏 3、土地荒漠化 4、淡水资源短缺,（续）,（二）环境污染 1、持久性有机污染物（POPs） POPs（Persistent Organic Pollutants）是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，能够在大气环境中远距离迁移并能降到地表层，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。,（续）,2、城市垃圾与白色污染 3、酸雨污染 4、臭氧层破坏 5、气候异常,地球上CO2迅速上升，我们怎么办？,在过去的40万年里，地球上的CO2 浓度一直在180-280ppm之间变动。但是，到了19世
12、纪末，人类开始疯狂燃烧化石燃料，在短短100年内，从180上升到380。据估计，到2050年， CO2浓度将达到500ppm。到本世纪末，可能再翻一倍。温室效应继续发展，我们该怎么办？,拯救地球的6种方法1,把CO2埋到地下去（可行性系数10） 在加拿大已经实验，在4000英尺深处加压泵埋液态CO2 。据分析，地下水库和盐水层可储存CO2 200万亿吨。 危险性在于：人们无意中释放出某个地下储存仓库，可会导致CO2泄露， CO2进入地窖和地下室，使人窒息。,拯救地球的6种方法2,将CO2 转变成石头（可行性系数7） 在自然界把CO2变成石头（碳酸钙或石灰石）的过程很慢。美国科学家发现，把CO2
13、加热后，喷入橄榄石粉末，在碳酸氢钠催化下，形成了石头碳酸镁。 风险分析：成本较高。消除1吨CO2需要70-90美元，加热过程需要消耗能源。,拯救地球的6种方法3,过滤空气中的 CO2，降低浓度（可行性系数5） 建造巨大的类似捕蝇纸的过滤器，让氢氧化钙从过滤器中渗出，与空气中的CO2结合。然后再把CO2分离出来，剩余物循环使用。 风险分析：从化合物中分离CO2需要的成本太高了。,拯救地球的6种方法4,给海洋施肥（可行性系数10） 美国科学家马丁认为，南极海洋生态系统生产力低，是由于缺铁。适当增加南极海洋中的铁粉，可促进浮游生物的生长，它们可消耗大量的CO2 。1磅铁粉所催生的浮游生物可消耗10万
14、磅的CO2 。 风险分析：虽然成本低，但是，铁粉可带来富营养化，浮游生物大量增加除了消耗CO2外，对其他营养物质是否有影响？（温度？）,拯救地球的6种方法5,增加云朵反射阳光（可行性系数6） 在热带海洋放入大量有GPS导航的风动力船，船上安上泵，抽取海水洒向空中，利用盐粒形成水滴，增加云朵，反射阳光。 风险分析：成本低，无副作用。但是，可能体积太小，高度有限，难以成云。,拯救地球的6种方法6,使用镜子反射阳光（可行性系数1） 美国科学家建议，用百万分之一英寸的铝纤丝密密地编织成镜面，把这个巨大的镜面放置在太阳与地球之间，过滤掉部分红外线辐射，又不影响地面光照和植物生长。 风险分析：如果能反射1
15、%入射光，就可稳定气候。但是，发射如此庞大镜面进入地球同步轨道，是科学技术的挑战。,四、人口压力与自然资源,（一）世界人口的增长 1830年世界人口达到第一个10亿，从1830年至1930年，世界人口由10亿增到20亿，用了100年时间，之后每增加10亿人口的时间从100年缩减到30年、15年、12年和13年。2006年2月26日，世界人口已达65亿。,（二）中国人口的增长,到1954年，人口突破了6亿；1964年突破了7亿；1969年突破了8亿；1974年突破了9亿；1981年突破了10亿。到1986年底，我国人口达10.6亿。 解放后，在人口自然增长率方面，除了1960年的增长率是负值外，
16、其他年份都是正值。1949-1959年，我国人口的平均自然增长率是19.48；而从1962-1970年，平均自然增长率是27.49，其中最高的一年是1963年，为33.33。在1971-1980年，由于我国实行了计划生育政策，平均自然增长率下降到15.89。 到2005年1月6日，全国总人口已达13亿。,（三）人口压力与自然资源,1、自然资源的概念与分类,人口与资源 （自学教材）,2、人口压力与矿产资源 3、人口压力与淡水资源 4、人口压力与森林资源 5、人口压力与土地资源,数字解读世界水资源危机,11亿：全球约11亿人喝不上干净的饮用水，每年有310万人死于不洁饮用水引发的相关疾病，而如果卫生设施条件能有所改善，每年可避免其中170万人死亡。 4100万：欧洲也缺水，4100万欧洲人饮用水不足，还有8500万欧洲人缺乏基本的排水、污水处理和卫生设施，而全世界用不上基本卫生设施的人有26亿。 6公里：发展中国家的妇女或女孩每天平均需要步行6公里，到住地之外的地方去取水。其实，采取一些简单的措施就可以改善这种状况。在非洲的摩洛哥，世界银行资助的一个“水龙头”项目，就是把那些水源
