Текст книги "История о нас. Как мы стали людьми? Путеводитель по эволюции человека"

Животные и их орудия

Вообще говоря, большинство животных совсем не владеют никакой технологией. Животные, применяющие орудия, составляют менее 1 % видов. Но хотя использование предметов из окружающей среды для расширения собственных возможностей встречается крайне редко, разнообразие вариантов применения орудий в разных таксонах весьма велико. Орудиями пользуются представители семи классов животных: морские ежи, насекомые, пауки, крабы, улитки, осьминоги, рыбы, птицы и млекопитающие.

Учитывая приведенное выше определение (орудие – это предмет из окружающей среды, которым манипулируют для расширения физических возможностей животного), интересно посмотреть, как этот 1 % видов животных расширяет свои возможности с помощью технологии. Ниже представлено несколько самых удивительных примеров.

Многие животные используют технологию для получения доступа к пище или ее трансформации во что-то более вкусное. Самое распространенное действие: раскалывание камнями внешней оболочки, в которой содержится пища в природных условиях. Макаки питаются крабами и многочисленными двустворчатыми моллюсками, открывая твердую оболочку с помощью камней. Причем они выбирают камни, подходящие для конкретного типа пищи. Каланы (морские выдры) делают то же самое, плывя на спине и используя в качестве опоры собственный живот. Капуцины, шимпанзе, мандрилы и другие приматы разбивают камнями орехи, а некоторые выбирают из оболочки съедобные кусочки с помощью острых палочек. Шимпанзе, живущие в Гвинее, используют камни для раскалывания и размельчения плодов хлебного дерева, которые по размеру сравнимы с футбольным мячом и примерно такие же жесткие.

Чаще всего животные используют палки – для перемешивания, выдалбливания, перемещения, почесывания, копания, перетаскивания и зондирования. Специалист по этологии приматов Джейн Гудолл более 15 лет руководила работой полевой станции в Национальном парке Гомбе-Стрим в Танзании и впервые наблюдала, как шимпанзе подготавливают палку для последующего использования для получения пищи – в данном случае для ловли термитов. В 1960 г. Гудолл увидела, как шимпанзе, прозванный Дэвидом Грейбердом, снимал кору с прутиков и засовывал их в термитник. Ей стало интересно, и она проделала то же самое и наблюдала, как термиты налипают на прут. Мистер Грейберд их ел. Шимпанзе также используют прутья для извлечения меда из ульев и отгоняют ими разъяренных пчел, пытающихся защитить свои дома и личинок.

Орангутаны любят рыбу и, по-видимому, рыбалку тоже. Иногда они подбирают дохлую рыбу у берега, но иногда бьют живую рыбу на мелководье палкой, а потом вытаскивают лапами. Их также заставали за попытками (насколько нам известно, безуспешными) прибить рыбу в пруду заостренной зубами палкой: возможно, они видят людей, которые ловят рыбу гарпуном, и пытаются воспроизвести их действия. Если это так, то это пример культурного признака, который передается не только между представителями одного вида, но и между разными видами.

Орангутаны и конголезские гориллы живут в густых лесах, часто вблизи прудов или рек, через которые им приходится перебираться. Из всех человекообразных обезьян только человек является по-настоящему двуногим животным, что означает, что только мы постоянно перемещаемся на двух ногах. Другие ныне живущие человекообразные обезьяны обычно ходят на четырех лапах, опираясь на костяшки передних лап, однако могут, хотя не очень долго и не очень уверенно, перемещаться на задних лапах. Пересекать водоемы на четвереньках непросто, поскольку голова может оказаться под водой, а иногда и опасно, потому что дно невидимое и неровное. Орангутанов и горилл заставали за выбором палок и проверкой глубины водоема в поисках брода. Гориллы также опираются на палки при переходе через водоемы с неровным дном.

Листья используются так же широко, как палки. Орангутаны любят ветви, покрытые густой листвой, и люди видели, как они используют листья в качестве перчаток, когда берут колючие плоды, в качестве шляпы во время дождя, в качестве подушки, когда пристраиваются на колких ветвях, а также как они готовят ветви для мастурбации. Гориллы машут ветками, чтобы отпугнуть противников перед боем. Шимпанзе используют слой листьев как губку, из которой пьют воду. Слоны аккуратно отрывают хоботом покрытые листьями ветви деревьев и с их помощью отгоняют мух. Для ухода за кожей бурые медведи при линьке трутся о покрытые балянусами камни. Все это примеры использования животными предметов из окружающей среды для расширения своих физических возможностей. Вне зависимости от того, трансформируют ли они эти предметы или используют в исходном виде, мы считаем это примерами применения орудий.

Дельфин с губкой

Всем известно, что дельфины очень умные. Они проделывают всякие трюки и спасают утопающих, а об их готовности помогать людям рассказывают легенды. По всем вышеперечисленным неврологическим метрикам китообразные животные (и особенно дельфины) стоят очень высоко. У них большой объем мозга, сложное социальное поведение, непростые (и отталкивающие) сексуальные отношения, о которых мы вскоре поговорим; дельфины умеют общаться, но у них нет лап.

У всех 40 ныне живущих видов дельфинов имеются передние плавники, кости которых полностью гомологичны костям кистей наших рук, а также костям передних ног лошади и крыльев летучих мышей. Все это указывает на наше общее и относительно недавнее происхождение как млекопитающих[16]16
  Китообразные животные прошли невероятно интересную и сложную эволюцию. Животные, потомки которых стали китами, дельфинами и другими морскими млекопитающими, отделились от тех, кто превратился в парнокопытных животных, примерно 50 миллионов лет назад. Это означает, что самым близким сухопутным родственником китов является гиппопотам.


[Закрыть]. Однако у дельфинов совсем нет мышц, которые позволяли бы двигать пальцами, и плавники используются как плоские весла, хотя в них и заложены эквиваленты костей пальцев. Дельфины могут лишь двигать плавниками вперед и назад, чтобы перемещаться в воде. Конечно, они великолепные пловцы, но мы почти не знаем примеров, как они используют предметы из внешней среды. Из-за плавников дельфины, киты, морские свиньи и другие китообразные не очень в этом преуспели.

Это в очередной раз доказывает, что крупный мозг – необходимое, но недостаточное условие для того, чтобы вид овладел технологическими навыками. У нас есть мозг и руки, и шимпанзе используют лапы, губы и зубы для обработки палок. Китообразные минимально контролируют мышцы челюсти и не имеют рук. Единственный пример использования орудий этими чрезвычайно разумными млекопитающими с крупным мозгом обнаружен в Австралии, и он удивителен и важен.

Бутылконосые дельфины делают кое-что необычное: они используют в качестве орудия другое животное. Губки – простейшие многоклеточные организмы, что означает, что в царстве животных они относятся к наименее сложным. У них нет нервной системы и вообще нет нейронов. Бутылконосые дельфины, обитающие в Акульей бухте, надевают губки на нос. Примерно три пятых от количества дельфинов в этой области носят на носу губку, и ученые думают, что таким образом они защищают нос (правильнее сказать, клюв) при охоте на морских ежей, крабов и другую колючую добычу, прячущуюся на каменистом дне. Дельфины выбирают губки конусообразной формы: вероятно, они лучше держатся и лучше защищают клюв. Одно животное использует второе животное, чтобы съесть третье животное.

Дельфин с губкой

Таким образом, дельфины с губкой и без губки, живущие в одном водоеме, питаются совсем по-разному. Обе группы охотятся в одной и той же зоне, так что мы не можем объяснить эти различия экологическим фактором: как будто они ходят в одно и то же кафе, но берут там разные блюда, поскольку один пользуется китайскими палочками, а другой нет.

Однако использование губки и рацион питания – это лишь небольшая часть истории. Удивительная особенность данной практики в том, что подавляющее большинство дельфинов, использующих губку, это самки. Они спариваются с самцами, которые не используют губки, и их детеныши женского рода тоже носят губки на клюве.

Как уже отмечалось, мы наблюдаем здесь биологическую передачу признака, но также культурную передачу посредством обучения. Какие-то поведенческие признаки закодированы в ДНК, а какие-то приобретаются, но все же определяются генетическим и физиологическим базисом, позволяющим этим признакам развиваться. Ученые, изучавшие местную популяцию дельфинов начиная с 1980-х гг., брали у них ДНК на анализ, чтобы установить, существует ли какая-то генетическая основа для такого поведения, и ничего не нашли. По-видимому, использование губки для охоты не записано у дельфинов в генах. Этому умению обучаются. На основании анализа ДНК ученые также смогли определить их родство, и эти данные показали кое-что интересное. По-видимому, умение использовать губки произошло от одной самки, жившей примерно 180 лет назад (за это время сменилось два или три поколения). Изобретательницу прозвали «Евой с губкой». Мы можем проследить линию родства в этой группе и передачу умения пользоваться губкой и увидеть, что оно не передается на генетическом уровне. Таким образом, это пример культурной передачи способности пользоваться орудиями. И это первый известный пример среди китообразных животных. Дочери учатся применять губку у своих матерей.

Поскольку использование губки – культурная адаптация, в эволюционном плане это загадка, так как оно никак не влияет на воспроизведение дельфинов. Следовательно, такое поведение не приносит ни ощутимой пользы, ни ощутимого вреда. Выясняется, что во всех задокументированных случаях использования орудий животными не было обнаружено никакого влияния на репродуктивную функцию, а это ключевая идея эволюционной биологии: с наибольшей вероятностью отбираются те признаки, которые повышают численность потомства и способствуют его выживанию. В первой половине XX в. теория Дарвина получила подкрепление за счет применения к наблюдаемым явлениям математического аппарата. Уже недостаточно сказать: «у жирафа такая длинная шея, потому что она дает ему преимущество в поисках сочных листьев». Мы должны тщательно изучить данные и смоделировать потенциальные преимущества, анализируя передачу признака между поколениями и его распространение. Насколько я знаю, этот стандарт не работает при определении эволюционных преимуществ умения пользоваться орудиями.

Культурная трансмиссия (или культурное обучение) – очень важный фактор эволюции человека. Кроме человека, до сих пор это явление наблюдалось у дельфинов, у некоторых птиц и некоторых обезьян. Существует искусственное разграничение между биологической эволюцией, под которой обычно понимают передачу генетической информации, и культурной эволюцией, т. е. обучением. На уровне инстинкта мы знаем, что заплесневелая еда может быть опасна для здоровья, а обучение позволяет узнать, что выдержанный сыр с плесенью изумительно вкусен. Эти две грани знания не являются независимыми друг от друга, поскольку поведение, которому мы научились, должно соответствовать биологическим рамкам, которые позволяют принять и обработать новое знание. Чтобы перенять инструкции подобного рода и следовать им, животному нужен крупный мозг.

Культурная трансмиссия также требует инноваций, а это происходит действительно редко. Вскоре мы поговорим о наших выдающихся способностях в этой сфере.

Птицы

Заметьте, что почти все приведенные выше примеры касаются млекопитающих, в основном приматов. У млекопитающих мозг обычно крупнее, чем у других позвоночных животных, а также имеет более развитые лобные доли со специфическими структурами, отвечающими за сложное поведение. Но, как мы обсуждали ранее, размер – это еще не все. В свое время я многократно препарировал мозг свиней, которых считают умными и социальными животными. Их мозг сравнительно невелик – размером со сливу, но окружен черепной коробкой толщиной в несколько сантиметров. Если вам часто приходится биться головой о разные предметы, полезно иметь крепкий череп.

Мозг попугая ара сравним по размеру с грецким орехом, т. е. достаточно крупный для птицы. Птицы образуют большую группу животных, непосредственно происходящих от теропод (хищных динозавров), к которым относились T. rex, еще более страшный гиганотозавр и гораздо более похожий на птицу археоптерикс (ученые относят птиц к авиалам – летающим динозаврам). Мы знаем, что значительное разнообразие птиц и мелких млекопитающих возникло после того, как 66 миллионов лет назад у берегов современной Мексики упал метеорит, положивший конец существованию крупных динозавров. Сегодня насчитывается около 9000 видов птиц, что почти вдвое превышает число видов млекопитающих. Для большой группы характерно и большое разнообразие: самая маленькая птица – колибри-пчелка, которая весит примерно как половина чайной ложки сахарного песка, а самая крупная – страус (мадагаскарские слоновые птицы, которые имели рост десять футов и весили половину тонны, были еще крупнее, однако они вымерли примерно 1000 лет назад, главным образом по той причине, что мы их ели). Все современные птицы имеют оперение, не имеют зубов и откладывают яйца, покрытые твердой скорлупой.

Когда речь заходит о когнитивном поведении, наше внимание концентрируется на наших самых близких родичах и на тех, к кому мы наиболее сильно привязаны. Это означает, что мы изучали приматов, китообразных и слонов в большей степени, чем кого-либо еще. Однако недавно мы переключились на воронов и попугаев, и не без оснований. Во́роны, вороны и грачи в отношении социального общения и использования орудий намного опережают остальных своих собратьев (хищные птицы тоже обладают интересными навыками, и позже мы поговорим об этом).

Новокаледонский ворон – король птичьей технологии. Он известен не только умением использовать палочки для извлечения насекомых из бревен и разлагающейся коры, но и способностью изготавливать для себя орудия. В лабораторных условиях и в дикой природе вороны отделяют веточки длиной четыре или пять дюймов и обламывают их, пока они не станут ровными и прочными, и орудуют ими в поисках пищи. Это инстинктивное поведение: стая выросших в неволе воронов, никогда не видевших других своих собратьев, тоже делает и использует такие палочки. Мы знаем, что крючки удобнее прямых палочек. Вороны делают и используют согнутые палочки для ловли жирной добычи и переносят ее на таких палочках. В экспериментальных условиях, когда одно орудие находится в пределах видимости, но вне пределов досягаемости, вороны используют более короткую палочку, чтобы достать более удобную длинную. Применение одного орудия для перемещения второго чрезвычайно редко наблюдается у животных, так же как и использование одного орудия для улучшения другого («метаорудие»). Такое поведение указывает на удивительно высокую способность к рассуждению по аналогии, позволяющую этим животным продумывать действие на несколько шагов вперед: Я знаю, что с помощью длинной палочки смогу добыть еду; можно ли использовать короткую палочку, чтобы достать длинную?

Хотя выше я упомянул, что в настоящее время мы не можем на количественном уровне оценить эволюционные преимущества использования орудий, в 2018 г. при изучении каледонских воронов было получено несколько полезных цифр. Ученые замечали время, за которое вооруженный согнутой палочкой ворон может вытащить червя или личинку из узкого отверстия или паука из широкого отверстия. При помощи согнутой палочки птицам удавалось извлечь добычу в девять раз быстрее, чем при помощи прямой. Конечно, это лишь косвенная оценка успешности репродукции, однако высокая эффективность добычи пищи и охоты – очень важный положительный фактор при спаривании: вы можете больше времени уделять поискам корма и добыть больше корма, что делает вас более здоровым и более привлекательным партнером для спаривания.

Крюк – важное технологическое изобретение. Спросите любого рыбака. Орангутаны ловят рыбу лапами или простой заостренной палкой, но крюк для этого дела подходит гораздо лучше копья. Может быть, именно так впервые в эпоху палеозоя люди начали ловить рыбу, а не только ее подбирать. О богатой ранней культуре использования даров моря мы знаем благодаря находкам в южноафриканской пещере Бломбос, возраст которых составляет порядка 70 000 лет. Были найдены десятки толстостенных раковин морских моллюсков с аккуратно проделанными дырочками: возможно, они должны были стать бусинами в ожерелье, и, возможно, это самый ранний пример ювелирного искусства. Побережье изобилует съедобной жизнью, и люди тогда, безусловно, ели легко доступных морских животных – тех, которые не плавают, например малоподвижных моллюсков. Но охотникам доступна другая еда. Самые древние крючки обнаружены в Японии, на острове Окинава. Они были тщательно вырезаны из плоских оснований морских улиток трохусов примерно 23 000 лет назад. Из двух имеющихся у нас образцов один представляет собой почти идеально сохранившийся полумесяц с отшлифованным краем, который по-прежнему может резать плоть. Хотя это самые старые образцы и они, вероятно, отражают уже сформировавшуюся технологию, это очень важная находка, позволяющая проследить за нашим развитием: рыболовные крючки, среди прочего, демонстрируют успешную колонизацию человеком островов и развитие способности охотиться на просторах океана, а не только подбирать его дары.

Никто и не думал, что способность вырезать крючки из конических ракушек закодирована в ДНК. Это умение, которому учили и учились и которое передавалось нашими предками из поколения в поколение. Опять-таки, для изучения нашей эволюции необходимо учитывать культурную трансмиссию идей. Этот способ передачи идей не ограничивается только человеком (вспомним дельфинов с губками из Акульей бухты), а также не ограничивается и технологией.

Еще интереснее социально-когнитивное поведение воронов. По-видимому, вороны не только умеют распознавать лица людей, но и понимают, смотрит ли человек на них или в пространство. Вот простой эксперимент, проделанный в 2013 г. в Сиэтле: исследователь подходил к стае ворон, глядя или не глядя на них. Если птицы понимали, что на них смотрят, они гораздо быстрее разлетались в стороны, как понтёры из бандитского бара в субботу вечером. Возможно, это новая адаптация к жизни в больших городах, в непосредственной близости от людей, которые не всегда представляют опасность для птиц. Бегство – дело дорогое, оно требует времени и сил, которые лучше использовать на поиски корма. Голуби и другие птицы с менее развитыми когнитивными способностями, чем вороны, при приближении человека разлетаются в стороны, не пытаясь выяснить его намерения. А вот еще один странный эксперимент, который был проделан с воронами. При приближении к птицам исследователи надевали одну из двух масок. Люди в первой маске просто проходили мимо, а люди во второй бросались на птиц. Идея заключалась в том, чтобы птицы запомнили одного человека как источник угрозы, а другого – как безопасное существо. Через пять лет исследователи вернулись на то место, где все еще жили те же птицы, а также их молодое потомство. Реакция на людей в масках была той же самой. По-видимому, птицы запомнили угрозу и каким-то образом передали эту информацию молодым. Если эти результаты справедливы, нам еще предстоит понять, как передаются такие знания.

Несмотря на все эти данные, выражение «птичьи мозги» все еще считается оскорблением. Происхождение этого выражения неизвестно, но в США оно было в ходу уже в первой половине XX в., то есть до того, как мы начали интересоваться воронами. Возможно, оно связано с тем, что у птиц в буквальном смысле маленький мозг, или с тем, что птицы – непостоянные и нервные создания, а куры способны двигаться даже после обезглавливания. В любом случае это оскорбление уже не работает. Известно, что певчим птицам для исполнения сложных песенных партий или какаду и другим попугаям для забавного подражания требуется большое количество нейронов, что оставалось загадкой для ученых, учитывая небольшой объем мозга птиц. В 2016 г. в рамках эксперимента невиданного ранее масштаба было произведено препарирование мозга птиц 28 видов. Неврологическая основа когнитивной способности птиц оказалась на удивление очевидной: ученые обнаружили, что нейроны в мозге птиц очень плотно упакованы. Передние доли мозга воронов и попугаев имеют такое же отношение к размеру всего мозга, как у человекообразных обезьян, а плотность упаковки нейронов в них иногда выше, чем у приматов. Возможно, здесь кроется причина удивительных способностей этих разумных летающих динозавров. Что же касается уничижительного выражения «птичьи мозги», давайте вспомним ворона и его «Nevermore».

Теперь, когда мы знаем, что многие животные используют орудия, постановка вопроса меняется. Когда мы думаем о наших потрясающих способностях в сфере технологии, столь потрясающих, что они определили наше существование от расщепления камней до портативных компьютеров, нам следует меньше интересоваться самими орудиями и больше интересоваться тем, как мы приобретали свои навыки. Дельфины никогда не обретут ловких рук, и ворон не сможет постучать в мою дверь ничем более сложным, чем обтесанная палочка.

Возможно, нас от них отличает не умение использовать орудия, а умение передавать другим свои знания и способность мастерить орудия.