Читать книгу "Первые шаги: Как прямохождение сделало нас людьми"

Научное название животных состоит из обозначения рода, за которым следует название вида. Например, люди – Homo sapiens, собаки – Canis familiaris, а «ребенок из Таунга» – Australopithecus africanus.

Однако более важное значение имела интерпретация этой окаменелости. Дарт предположил, что череп принадлежал не предку шимпанзе или гориллы, а вымершему родственнику человека.

Пока научное сообщество спорило о важности открытия в Таунге, другой южноафриканский палеонтолог, Роберт Брум, разыскивал окаменелые остатки австралопитеков в пещерах к северо-западу от Йоханнесбурга, на территории, которую теперь именуют Колыбелью человечества. На протяжении 1930–1940-х гг. он взрывал динамитом твердые стены пещер и рылся в обломках, разыскивая останки наших предков. У входов в эти пещеры до сих пор громоздятся высокие кучи осколков скальных пород, во многих кусках заключены окаменелости. Их так и называют – «кучи Брума».

Современные палеоантропологи содрогаются от подобного варварского подхода, но Бруму он позволил обнаружить десятки костей двух разных видов гоминин. Один из них, названный им Paranthropus robustus, имел большие зубы и костные бугры для прикрепления огромных жевательных мышц. Другой, более грацильный вид отличался меньшим размером зубов и жевательными мышцами, как, по всей видимости, у Australopithecus africanus Дарта.

В комплексе пещер Стеркфонтейн Брум обнаружил окаменелый позвоночный столб, таз и две коленные чашечки, свидетельствовавшие о том, что Australopithecus africanus ходил на двух ногах. Теперь благодаря методу радиометрического датирования по урану, содержащемуся в известняках пещеры, нам известно, что этим костям от 2 до 2,6 млн лет{27}27
  Robyn Pickering and Jan D. Kramers, «Reappraisal of the Stratigraphy and Determination of New U-Pb Dates for the Sterkfontein Hominin Site, South Africa,» Journal of Human Evolution 59, no. 1 (2010), 70–86.


[Закрыть].

А в это время Дарт проводил раскопки в пещере Макапансгат, расположенной к северо-востоку от Колыбели человечества. Там он нашел немногочисленные окаменелые остатки древнего человека, которые, с его точки зрения, в достаточной степени отличались от бесценного «ребенка из Таунга», чтобы отнести их к новому виду. Он назвал гоминина из Макапансгата Australopithecus prometheus{28}28
  Raymond A. Dart, "The Makapansgat Proto-human Australopithecus prometheus," American Journal of Physical Anthropology 6, no. 3 (1948), 259–284.


[Закрыть] в честь титана Прометея, героя древнегреческих мифов, который принес человечеству огонь. Дело в том, что многие окаменелые кости животных, обнаруженные рядом с человеческими, были обугленными и казались обожженными преднамеренно.

Более того, Дарт заметил на костях животных характерные повторяющиеся повреждения. Они были расколоты особым образом. Кости ног крупных антилоп были разбиты с таким расчетом, чтобы получились острые, напоминающие кинжал, фрагменты. Форма сломанных челюстей позволяла предположить, что их применяли в качестве режущего инструмента. Дарт нашел рога антилоп, которые можно было сжать в руке и использовать как оружие. По всей пещере Макапансгат были разбросаны десятки размозженных черепов антилоп и павианов – очевидно, жертв жестокой схватки с австралопитеками.

В 1949 г. Дарт опубликовал результаты своих исследований, выдвинув предположение, что у Australopithecus сформировалась культура, которую ученый позднее назвал остеодонтокератической, составив название из слов греческого языка, обозначающих кость, зуб и рог{29}29
  Raymond A. Dart, «The Predatory Implemental Technique of Australopithecus,» American Journal of Physical Anthropology 7, no. 1 (1949), 1–38. Термин «остеодонтокератическая» (т. е. костнозубороговая) появился в 1957 г.


[Закрыть]. Разрабатывая идеи Дарвина, он утверждал, что создатели этой культуры использовали орудия для нападения на других животных и друг на друга.

До того как стать преподавателем университета, Дарт работал врачом в австралийской армии. Он провел бóльшую часть 1918 г. в Англии и Франции, оказавшись непосредственным свидетелем последнего этапа Первой мировой войны{30}30
  Дарт служил военным врачом в Королевском госпитале принца Альфреда, затем получил звание капитана и был направлен в Медицинский корпус Армии Австралии (1918–1919). Хотя я предполагаю, что Дарт мог быть свидетелем последствий войны, он никогда не видел лично реальных боевых действий, и мне не удалось найти никаких его записей о его опыте участия в Первой мировой войне. См.: Phillip V. Tobias, «Dart, Raymond Arthur (1893–1988),» Australian Dictionary of Biography, vol. 17 (2007).


[Закрыть]. По всей вероятности, он лечил солдат с пулевыми ранениями и ожогами легких, вызванными воздействием горчичного газа (иприта). Два десятилетия спустя Дарту пришлось наблюдать, как мир вокруг него рушится снова. Неудивительно, что повидавший две мировые войны Дарт пришел к выводу, что люди по своей природе жестоки, и полагал, что нашел подтверждение этому в Макапансгате.

Идеи Дарта об изначальной жестокости человека и истоках прямохождения популяризировал писатель Роберт Ардри в своей книге «Африканское происхождение» (African Genesis, 1961){31}31
  Robert Ardrey, African Genesis (New York: Atheneum, 1961).


[Закрыть], ставшей международным бестселлером. Всего через семь лет обезьянолюди Стэнли Кубрика уже дробили кости под «Заратустру» Штрауса. Бывший студент Дарта Филлип Тобиас даже входил в съемочную группу фильма «2001 год: Космическая одиссея» и учил людей в костюмах обезьян вести себя как жестокие австралопитеки{32}32
  Филлипа Тобиаса ждал долгий и славный путь в науке, он занимался научной деятельностью до самой смерти в 2012 г. Ученый вел раскопки в системе пещер Стеркфонтейн, вместе с Луисом Лики придумал название Homo habilis и был наставником Ли Бергера, которому будет уделено большое внимание в главах 7 и 9 этой книги. Тобиас боролся с режимом апартеида в Южной Африке, выступая на акциях протеста за равные права для всех жителей ЮАР. К моменту нашего знакомства и без того невысокий Тобиас стал еще ниже ростом и ходил с тростью. Он был мудрым и добрым человеком. В моих глазах он был магистром Йодой палеоантропологии.


[Закрыть].

Однако в тиши лаборатории Национального музея естественной истории Дицун в Претории (ЮАР) уже велась работа, подрывающая гипотезу Дарта.

Молодой ученый Чарльз Кимберлин (Боб) Брейн отличался невероятным вниманием к деталям. В 1960-х гг. он вновь изучил ряд «орудий» Дарта и обнаружил, что они совпадают с костями, естественным образом поврежденными или сломанными мощными челюстями леопардов и гиен. Судя по всему, Дарт неверно интерпретировал эти окаменелости. Они не были специально раздроблены древними людьми.

Более того, оказалось, что сожженные кости животных обгорели при степном пожаре, после чего ливневые потоки принесли их в пещеру Макапансгат, где они и превратились в окаменелости. Все-таки не Australopithecus prometheus Дарта принес человечеству огонь. Кроме того, ученые не смогли найти достаточных анатомических различий между A. prometheus и A. africanus{33}33
  Согласно традиции научное название рода принято писать с прописной буквы, вида – со строчной, причем оба слова – курсивом. Например, мы, люди, – Homo sapiens. «Ребенок из Таунга» – Australopithecus africanus. Существует правильный способ сокращения, чтобы не писать всякий раз Australopithecus: заглавная первая буква названия рода и затем название вида. Например, название человека можно написать H. sapiens, «ребенка из Таунга» – A. africanus.


[Закрыть], чтобы обоснованно назвать их двумя отдельными видами, в результате «африканус» поглотил «прометеуса»{34}34
  John T. Robinson, «The Genera and Species of the Australopithecinae,» American Journal of Physical Anthropology 12, no. 2 (1954), 181–200. На основании изучения частичного скелета StW 573 по прозвищу Маленькая стопа Рон Кларк возродил вид Australopithecus prometheus. Это, однако, спорное решение, и вопрос о том, представляют ли окаменелости из комплекса пещер Стеркфонтейн и пещеры Макапансгат вариации одного вида или два разных вида рода Australopithecus, остается открытым. См.: Ronald J. Clarke, «Excavation, Reconstruction and Taphonomy of the StW 573 Australopithecus prometheus Skeleton from Sterkfontein Caves, South Africa,» Journal of Human Evolution 127 (2019), 41–53. Ronald J. Clarke and Kathleen Kuman, "The Skull of StW 573, a 3.67 Ma Australopithecus prometheus Skeleton from Sterkfontein Caves, South Africa," Journal of Human Evolution 134 (2019), 102634.


[Закрыть].

Тем временем Брейн возобновил раскопки, начатые много лет назад Брумом в пещере Сварткранс в Колыбели человечества. Там он нашел фрагмент черепа молодого австралопитека, получивший каталожный номер SK 54{35}35
  Charles K. Brain, «New Finds at the Swartkrans Australopithecine Site,» Nature 225 (1970), 1112–1119.


[Закрыть].

Через несколько дней после того, как я увидел «ребенка из Таунга», я поехал в Музей Дицун в Претории изучать окаменелости из пещеры Сварткранс{36}36
  На момент моего посещения он сохранял прежнее название – Трансваальский музей. Трансваалем называлась провинция Южной Африки, включавшая Преторию (административную столицу) и Йоханнесбург, с 1910 по 1994 гг. С падением режима апартеида часть этого района была переименована в Гаутенг, что на языке сото означает «золотое место». Музей в 2010 г. получил название Дицун – на языке тсвана «место наследия».


[Закрыть]. Куратор коллекции Стефани Потце{37}37
  С 2016 г. Стефани Потце не работает в Национальном музее естественной истории Дицун, а руководит лабораторией при музее Ла-Брея, являющемся филиалом Музея естественной истории Лос-Анджелеса (Калифорния).


[Закрыть] провела меня в «комнату Брума»{38}38
  SK 48 – это тяжелый, пропитавшийся известняком череп Paranthropus robustus, обнаруженный в пещере Сварткранс Р. Брумом и Дж. Т. Робинсоном в 1949 г. Другая окаменелость – Sts 5, или «миссис Плес», найденная в пещерном комплексе Стеркфонтейн Брумом и Робинсоном в 1947 г., является одним из самых хорошо сохранившихся черепов взрослого Australopithecus africanus.


[Закрыть] – маленькое помещение с красным ковром и стеклянными витринами вдоль стен, где находятся некоторые из самых важных когда-либо найденных человеческих окаменелостей. В «комнате Брума» царит атмосфера причудливой лавки древностей.

Потце вложила мне в руки экспонат SK 54. Это тонкая и изящная окаменелость, светло-коричневая с отдельными черными вкраплениями марганца. У меня моментально сжалось сердце при виде двух круглых дырочек примерно в 2,5 см друг от друга в задней части черепа. Внутри кость была искривлена, словно ее проткнули консервным ножом.

Затем Потце протянула мне нижнюю челюсть древнего леопарда{39}39
  Челюсть имеет каталожный номер SK 349.


[Закрыть], также найденную в Сварткрансе, и предложила: «Проверьте».

Как и многие до меня, я осторожно приложил клыки леопарда к отверстиям в задней части черепа SK 54. Они идеально совпали.

Эти наши предки не были охотниками. Они были добычей{40}40
  Charles K. Brain, The Hunters or the Hunted? An Introduction to African Cave Taphonomy (Chicago: University of Chicago Press, 1981). См. также: Donna Hart and Robert W. Sussman, Man the Hunted: Primates, Predators, and Human Evolution (New York: Basic Books, 2005).


[Закрыть].

В последние несколько десятилетий было открыто множество окаменелых костей древних людей со следами зубов древних леопардов, саблезубых кошек, гиен и крокодилов. При повторном анализе «ребенка из Таунга» в глазницах знаменитой находки Дарта были обнаружены следы когтей. Скорее всего, крупная хищная птица, возможно венценосный орел, подхватила «ребенка из Таунга» с земли и унесла его, чтобы съесть.

Как часто случается в науке, даже самые убедительные и общепринятые идеи не могут устоять перед новыми данными. Идея «человека-охотника», которому нужно было освободить руки для оружия и орудий, уже не может объяснить истоки нашего прямохождения, хотя и продолжает существовать в массовой культуре.

Так почему же возник этот странный способ локомоции?

Некоторые ученые сомневаются в том, что мы когда-нибудь это узнаем{41}41
  Лучший пример этого можно найти в статье: Matt Carmill, «Human Uniqueness and Theoretical Content in Paleoanthropology,» International Journal of Primatology 11 (1990), 173–192.


[Закрыть]. А тот факт, что люди – единственные прямоходящие млекопитающие, делает эту загадку особенно трудноразрешимой, но при этом еще более увлекательной.

И вот почему.

Множество животных, от акул и форели до кальмаров и дельфинов, плавает в воде. Плавали даже вымершие рептилии – так называемые ихтиозавры. Да, эти животные не являются сколько-нибудь близкородственными видами. Дельфин ближе к человеку, чем к другим перечисленным животным, а ихтиозавр был более близким родственником птиц, чем рыб. Тем не менее их тела поражают внешним сходством.

В чем причина этого сходства? Оказывается, именно такое строение лучше всего подходит для плавания. Предки акул, ихтиозавров и дельфинов, форма тела которых наилучшим образом помогала двигаться, плавали быстрее, съедали больше рыбы и давали больше потомства. Почему тела неродственных водных животных имеют настолько похожую форму? Потому что путем естественного отбора обтекаемое тело – наилучшее решение для быстрого движения в воде – многократно формировалось в ходе эволюции.

Подобные процессы происходили в природе снова и снова. Например, и летучие мыши, и птицы, и бабочки «изобрели» крылья. Способность вырабатывать нейротоксины для отравления добычи независимо сформировалась у змей, скорпионов и морских анемонов. Ученые называют это конвергентной эволюцией.

Можно ли с помощью конвергентной эволюции объяснить появление прямохождения? Если брать в расчет только ныне живущих млекопитающих, ответ будет отрицательным, поскольку мы единственные прямоходящие среди млекопитающих. Если бы другие млекопитающие постоянно ходили на двух ногах, мы могли бы изучить их и узнать, как прямохождение помогает им выживать. Упрощает ли оно добывание пищи? Обеспечивало ли какое-нибудь преимущество в тех древних местообитаниях, в которых они некогда жили? Возможно, такой способ передвижения как-то связан с брачной стратегией? Ответы на эти и подобные вопросы, относящиеся к гипотетическим двуногим млекопитающим, дали бы нам важные подсказки в отношении того, почему у древних людей выработался именно такой способ локомоции. Но, поскольку других прямоходящих млекопитающих, которых мы могли бы изучать, не существует, отделить обоснованные гипотезы от откровенно сомнительных чрезвычайно трудно.

В таком случае нам, возможно, стоит заглянуть в более далекое прошлое – во времена динозавров. И тогда окажется, что передвижение на двух ногах совсем не редкость.

Глава 2
Тираннозавр, «Каролинский мясник» и первые двуногие

Четыре ноги хорошо, две ноги – лучше! Четыре ноги хорошо, две ноги – лучше! Четыре ноги хорошо, две ноги – лучше![5]5
  Цит. по: Оруэлл Дж. Скотный двор / Пер. Д. Шепелева. – М.: Эксмо, 2021.


[Закрыть]{42}42
  George Orwell, Animal Farm (London: Secker & Warburg, 1945).


[Закрыть]

Джордж Оруэлл. Скотный двор (1945)

В детстве мы с братом и сестрой любили смотреть сериал «Затерянный мир», который часто повторяли по телевидению. Я всегда боялся слистаков – гуманоидов с чертами рептилий, которые разговаривали шипящими голосами и все время пытались похитить кого-нибудь из семьи Маршаллов. Они были очень высокого роста, с неестественно большими глазами и ходили на двух ногах. Молодой Билл Лэймбир, американский баскетболист огромного роста, был явно одним из слистаков, что, по всей видимости, объясняет мою ненависть к ним. Лэймбир имел рост 2,11 м и играл за Detroit Pistons, я же болел за Boston Celtics.

«Затерянный мир», разумеется, был выдумкой, но двуногие рептилии существовали на самом деле.

Во время зимних Олимпийских игр 2018 г. в Пхёнчхане южнокорейские ученые объявили об открытии великолепной цепочки следов, оставленных 120 млн лет назад бегущей прямоходящей ящерицей{43}43
  Hang-Jae Lee, Yuong-Nam Lee, Anthony R. Fiorillo, and Junchang Lü, «Lizards Ran Bipedally 110 Million Years Ago,» Scientific Reports 8, no. 2617 (2018), https://doi.org/10.1038/s41598–018–20809-z. Следы были оставлены в период с 110 млн до 128 млн лет назад.


[Закрыть]. Возможно, спасаясь от хищника, она поднялась на две задние лапы и промчалась через влажную грязь, оставив отпечатки, характерные при бипедальной локомоции. Под палящим солнцем грязь засохла и постепенно была погребена под многолетними отложениями. Со временем в результате геологических процессов слой поднялся на поверхность, что в сочетании с последующей эрозией явило миру краткий момент из жизни одной древней рептилии, и, к счастью, рядом оказались ученые, заметившие следы прежде, чем они раскрошились.

Следы древних существ удается обнаружить нечасто, тем не менее открытие двуногой ящерицы не должно нас удивлять. Даже сегодня ящерица из Южной Америки под названием василиск умеет подниматься на задние лапы и бегать, спасая свою жизнь. Это маленькое существо мчится так быстро, что даже пересекает небольшие участки воды на двух ногах. Что объясняет другое название василиска – христова ящерица.

Имеются и другие открытия, говорящие о том, что в течение некоторого времени существовали быстроногие рептилии, передвигавшиеся на двух ногах. Двадцать лет назад палеонтологи из Университета Торонто нашли скелет маленькой бипедальной рептилии, сохранившийся в древних окаменелых болотах центральной Германии. Они назвали ее Eudibamus cursoris, что означает, «примитивный двуногий бегун». Ее длинные задние конечности и шарнирные суставы свидетельствуют о том, что это вымершее животное могло ходить, вернее бегать, на двух ногах.

Поразительно то, что Eudibamus был древним животным, действительно очень древним. Он жил около 290 млн лет назад, вскоре после появления рептилий как таковых и за десятки миллионов лет до появление первых динозавров. На сегодняшний день Eudibamus – одно из самых первых известных нам животных в истории Земли, передвигавшихся на двух, а не на четырех конечностях{44}44
  David S. Berman et al., «Early Permian Bipedal Reptile,» Science 290, no. 5493 (2000), 969–972. Cabarzia trostheidei была найдена в Германии в 2019 г., эта ящерица на 15 млн лет старше Eudibamus. Frederik Spindler, Ralf Werneburg, and Joerg W. Schneider, «A New Mesenosaurine from the Lower Permian of Germany and the Postcrania of Mesenosaurus: Implications for Early Amniote Comparative Ostology,» Paläontologische Zeitschrift 93 (2019), 303–344.


[Закрыть]. Хотя эта быстроногая мелкая рептилия могла спасаться от хищников, улепетывая от них на задних ногах, как сегодня делает христова ящерица, Eudibamus оказался эволюционным тупиком.

Иными словами, первая известная эволюционная линия сухопутного прямоходящего животного оказалась неудачной. Все ее представители вымерли, не оставив ни одного современного потомка. Однако золотой век прямохождения был уже не за горами.

У меня за окном маленькое двуногое животное бродит по зеленеющей весенней лужайке в поисках червей. Очаровательное создание! Нет, это не моя дочь, а странствующий дрозд (Turdus migratorius). Птица перескакивает с места на место, то и дело вонзая клюв в почву, чтобы схватить червя. Вдруг что-то ее пугает, и с помощью покрытых перьями передних конечностей она взлетает на ближайшее дерево.

Все птицы, от дроздов и орлов до страусов и пингвинов, являются двуногими. Когда у птиц развился бипедализм? И почему это произошло? Может быть, понимание бипедализма у птиц поможет нам разобраться с прямохождением у человека?

Один из методов, позволяющих ученым понять эволюционные истоки какого-либо признака у животных, состоит в том, чтобы изучить анатомию их близких родственников в поисках сходств и различий. Мы занимаемся этим постоянно, сравнивая себя со своими «кузенами» – человекообразными обезьянами. Кто же они, ближайшие ныне живущие родственники птиц? Ответ на этот вопрос очевиден, но все же может вас удивить.

Изучив анатомию и ДНК птиц, ученые пришли к выводу, что наши пернатые друзья стоят ближе всего к крокодилам{45}45
  Axel Janke and Ulfur Arnason, «The Complete Mitochondrial Genome of Alligator mississippiensis and the Separation Between Recent Archosauria (Birds and Crocodiles),» Molecular Biology and Evolution 14, no. 12 (1997), 1266–1272; Richard E. Green et al., «Three Crocodilian Genomes Reveal Ancestral Patterns of Evolution Among Archosaurs,» Science 346, no. 6215 (2014), 1254449. Как отмечает мой коллега, специалистам по сравнительной анатомии и палеонтологам давно известно о родстве птиц и крокодилов и данные генетики им для этого не требовались. См.: Robert L. Carroll, Vertebrate Paleontology and Evolution (New York: W. H. Freeman, 1988).


[Закрыть] – настоящим крокодилам, аллигаторам и кайманам. ДНК и окаменелые остатки помогают не только обнаружить близких родственников среди животных, но и установить, когда у них был ближайший общий предок. Например, общий предок людей и шимпанзе жил всего каких-то 6 млн лет назад. Однако последний общий предок всех птиц и представителей отряда крокодилов обитал на земле гораздо раньше – более 250 млн лет назад.

Кирк Кэмерон, в юном возрасте прославившийся ролью в комедийном сериале 1980-х гг. «Проблемы роста» (Growing Pains), во время теледебатов, упомянув о генетической связи птиц и крокодилов, со словами: «Так вот она, цель поисков эволюционистов, – крокоутка?» – предъявил изображение существа с головой крокодила и телом утки, пытаясь доказать, что эволюция – это сплошной вымысел{46}46
  «God Must Exist… Because the Crocoduck Doesn't,» Nightline Face-off with Martin Bashir, ABC News, https://www.youtube.com/watch?v=a0DdgSDan9c. Забавно, впрочем, что крокодил мелового периода, обнаруженный в начале 2000-х гг., имел утиный клюв и, вероятно, добывал пищу, процеживая воду, как утки. Он получил название Anatosuchus, что означает, «крокоутка». Paul Sereno, Christian A. Sidor, Hans C. E. Larsson, and Boubé Gado, «A New Notosuchian from the Early Cretaceous of Niger,» Journal of Vertebrate Paleontology 23, no. 2 (2003), 477–482.


[Закрыть].

Однако эволюция действует не так, как представляется Кэмерону. Последний общий предок любых двух животных это не гибрид двух ныне существующих форм вроде чудовищ из книги Герберта Уэллса «Остров доктора Моро». Обычно это более примитивная, общая форма, из которой развиваются современные специализированные животные, в процессе эволюции независимо друг от друга они меняются, приспосабливаясь к собственным условиям обитания.

Последним общим предком птиц и крокодилов была не крокоутка, а древняя группа животных – так называемые архозавры. Мы знаем это благодаря тому, что от них остались окаменелости. Остатки ранних архозавров можно обнаружить в горных породах возрастом от 245 млн до 270 млн лет, этот период в истории Земли называется триасом. Одни архозавры поедали растения, другие – мелких рептилий и примитивных протомлекопитающих, которые внешне выглядели как мохнатые ящерицы. Некоторые архозавры были крошечные, другие – огромные. Представители рода Postosuchus, которых обычному посетителю музея легко принять за миниатюрных тираннозавров, периодически бегали на двух ногах.

Архозавры не были динозаврами – пока еще не были. Около 245 млн лет назад по причинам, до сих пор неясным, эволюционная линия архозавров разделилась, и возникли две преобладающие линии. Из одной в конечном счете возникли современные крокодилы и аллигаторы. Из другой развились динозавры, а позже – птицы.

В основании обеих линий находились существа, передвигающиеся на двух ногах.

В 2015 г. Линдси Занно из Музея естественных наук штата Северная Каролина описала остатки крокодила триасового периода, обнаруженные в отложениях возрастом 230 млн лет чуть западнее города Роли (США). Она назвала его Carnufex carolinensis – «каролинский мясник»{47}47
  Lindsay E. Zanno, Susan Drymala, Sterling J. Nesbit, and Vincent P. Schneider, "Early Crocodylomorph Increases Top Tier Predator Diversity During Rise of Dinosaurs," Scientific Reports 5 (2015), 9276. См. также: Susan M. Drymala and Lindsay E. Zanno, "Osteology of Carnufex carolinensis (Archosauria: Pseudosuchia) from the Pekin Formation of North Carolina and Its Implications for Early Crocodylomorph Evolution," PLOS ONE 11, no. 6 (2016), e0157528.


[Закрыть]. Он был трехметрового роста, имел полную пасть острых как бритвы зубов и иногда передвигался на двух задних ногах. Мы часто воспринимаем крокодилов как живых ископаемых, словно они совершенно не изменились со времен динозавров. Однако в отличие от массивных и довольно медлительных современных крокодилов их древнейшие предки имели легкое сложение{48}48
  В 2020 г. исследователи описали окаменелые отпечатки лап, оставленные ходящими на двух задних конечностях крокодилами в осадочных породах возрастом 106 млн лет в Южной Корее. См.: Kyung Soo Kim, Martin G. Lockley, Jong Deock Lim, Seul Mi Bae, and Anthony Romilio, «Trackway Evidence for Large Bipedal Crocodylomorphs from the Cretaceous of Korea,» Scientific Reports 10, no. 8680 (2020).


[Закрыть] и были очень быстрыми животными, способными принимать вертикальное положение тела и даже – время от времени – перемещаться на двух ногах.

Палеонтологическая лаборатория Занно находится на втором этаже Центра изучения природы в городе Роли. Она создана в 2012 г., оснащена по последнему слову техники и призвана пробуждать у общественности интерес к научным исследованиям. За стеклянной панелью, полностью открытой для всеобщего обозрения, находятся не только окаменелости, но и палеонтологи, которые их изучают. В центре лаборатории красуется череп трицератопса (Triceratops), ожидающий, когда его извлекут из защитной гипсовой оболочки и почистят. Жужжат пневматические скрайберы, медленно удаляя древнюю породу, прилипшую к минерализованным костям давно вымерших животных.

«Я всегда хотела стать палеонтологом», – сказала мне Линдси Занно. Еще будучи ученицей начальной школы, она педантично расставляла на своем столе ластики в виде динозавров. Линдси питала страсть к науке, но не считала, что изучение динозавров в качестве профессии может оказаться для нее реалистичным выбором, поэтому поступила в муниципальный колледж, чтобы получить среднее медицинское образование.

Именно тогда она прочитала книгу «От Люси к языку» (From Lucy to Language) Дональда Джохансона, открывшего знаменитые окаменелые остатки древнего человека, известного под именем Люси. Занно снова увлеклась окаменелостями, но исследования в области палеоантропологии ее не вдохновили.

«В то время было ясно, что исследователей там больше, чем костей», – объяснила она.

Занно обратилась к палеонтологии позвоночных – миру динозавров и их родственников – и никогда об этом не пожалела.

Исследовательница извлекла из ящика окаменелые остатки Carnufex и осторожно поместила их на защитный мат. Окаменелости возрастом 230 млн лет имели светло-оранжевый цвет. Фрагменты черепа были тонкими и хрупкими на вид. Занно разложила их в определенном порядке, и передо мной возникла голова размером с голову взрослого аллигатора. Затем она вынула плечевую кость, найденную рядом с черепом. Кость была крошечной. Эти маленькие передние конечности навели Занно на мысль, что Carnufex время от времени вставал на задние ноги, имея возможность перемещаться как на четырех, так и на двух конечностях. Однако, как отметила Занно, ни одной кости задней ноги пока не было найдено. Один из способов работы в условиях отсутствия информации – сравнить Carnufex с другими крокодилоподобными архозаврами, жившими примерно в то же время. Древние родственники крокодилов, относящиеся к родам Poposaurus, Shuvosaurus и Effigia, были обнаружены в Техасе и Нью-Мексико. Эти древние животные также имели массивные головы и маленькие передние конечности. Самый полный окаменелый скелет этих рептилий позволяет предположить, что у них были длинные мощные задние ноги. Судя по шарнирному строению сохранившихся голеностопных суставов{49}49
  См.: Riley Black (formerly Brian Switek), My Beloved Brontosaurus (New York: Scientific American/Farrar, Straus & Giroux, 2013).


[Закрыть] и крупным пяткам, все они перемещались на двух конечностях.

«Каролинский мясник» был обнаружен в каменоломне чуть южнее города Монкур в округе Чатем (штат Северная Каролина). Аргиллит, подвергшийся воздействию атмосферного кислорода в высокой концентрации во время триасового периода, окрасил породу в красный и оранжевый цвета. Сегодня камни извлекают из земли и режут на блоки, разрушая все окаменелости, сохранявшиеся в глинистых осадочных породах. Эти окаменелости выдержали все, чему подвергала их Земля в течение 230 млн лет, – до сегодняшнего дня. Иногда работники каменоломни оставляют ученым лишь считаные дни на их изучение, прежде чем измельчить кости тяжелой техникой. Таким образом, для палеонтологов это настоящая спасательная операция.

Солнечным мартовским днем, миновав мост через реку Дип-Ривер, по старому шоссе № 1 я въехал в округ Чатем. На протяжении около 10 км пути мне попались шесть церквей, четыре из них баптистские. Цвели нарциссы, вдоль улиц с маленькими частными домиками стояли цветущие кизиловые деревья, цветок которых является символом штата. Многие дома тут выстроены из триасового аргиллита. Некоторые из этих каменных блоков, без сомнения, содержат окаменелости.

Однако 230 млн лет назад, когда здесь разгуливал чудовищный крокодил, ландшафт выглядел совершенно иначе. Кизила тогда не существовало: цветковые растения еще не появились, в том числе и травы, растущие сейчас вдоль дороги. В растительном мире господствовали папоротники и мхи. С древними предками болотной сосны соседствовали родственники современных крохотных плаунов – 15-метровые гиганты с мощным стволом. Ни мусора на обочинах. Ни машин. Ни людей. И негде помолиться, если наткнешься на «каролинского мясника».

Двуногий крокодил мог бы преуспеть в эволюционном смысле, но в конечном итоге представители этой группы предпочли вовсе не прямохождение в качестве способа локомоции. Эти рептилии в процессе эволюции постепенно перешли к передвижению на четырех конечностях. Возможно, время от времени «каролинский мясник» вставал на задние ноги и ходил так, когда этого требовала ситуация, но проверку временем прошли его родственники-крокодилы, использующие при ходьбе все четыре ноги, – возможно, потому, что они были лучше приспособлены к засадной охоте в мелких водоемах.

Попытка перейти на прямохождение снова потерпела неудачу.

Если проследить другой путь эволюции архозавров после их разделения на две линии, мы в конце концов придем к современным птицам. У истоков этой линии находились древнейшие динозавроподобные архозавры и первые настоящие динозавры. Эти динозавры не ковыляли на четырех конечностях, как стегозавры (Stegosaurus). Они стояли на задних ногах и бегали так же, как другой более поздний представитель этой группы – велоцираптор (Velociraptor). И те и другие были двуногими.

Как и у крокодилов, бипедализм не стал успешным способом локомоции для многих родов динозавров, и в процессе эволюции они снова и снова возвращались к передвижению на четырех конечностях. Вспомните, например, длинношеего бронтозавра (Brontosaurus) и рогатого трицератопса. Однако представители одной линии динозавров успешно бегали на двух ногах. В юрском периоде по суше бродил устрашающий аллозавр (Allosaur), тираннозавр господствовал в меловом периоде. Оба являлись двуногими машинами для убийства.

Линдси Занно ищет не только ископаемые остатки древних крокодилов. Летом она копается в осадочных породах мелового периода по всему американскому Западу в поисках предков тираннозавра и его двуногих родственников теризинозавров. Прямохождение освободило передние ноги динозавров от необходимости участвовать в передвижении, и, после того как это произошло, возникли удивительные вариации этих конечностей.

На двери в комнате моего сына, большого любителя динозавров, есть наклейка с изображением тираннозавра. Подпись на ней гласит: «Если ты счастлив и знаешь это, хлопни в ладоши… Ой!» Маленькие передние лапки тираннозавра стали поводом для множества шуток, и ученые до сих пор спорят, выполняли ли они какие-либо функции{50}50
  Стив Брусатти в своей книге рассматривает работу коллеги Сары Берч, установившей, что передние лапы тираннозавра были «приспособлениями для убийства». Словно гигантские крючки для разделки туш, они впивались в добычу, пытавшуюся освободиться из челюстей тираннозавра. Steve Brusatte, The Rise and Fall of the Dinosaurs: The Untold Story of a Lost World (New York: William Morrow, 2018), 215. (Брусатти С. Время динозавров: Новая история древних ящеров. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019.)


[Закрыть]. Однако ручки тираннозавра могут показаться ручищами Арнольда Шварценеггера по сравнению с лапками бедняги карнотавра (Carnotaurus), который выглядит так, словно некто, играя в динозаврового «Мистера Картофельная голова», насадил голову тираннозавра на пару предназначенных для прямохождения задних ног, добавил рога, а о передних конечностях начисто забыл. Возникает впечатление, что атрофия была единственным вариантом, припасенным эволюцией для передних конечностей двуногих динозавров.

Показывая на экран компьютера, Занно сказала: «Взгляните, сколько всего удивительного может произойти с передними лапами прямоходящих динозавров». Она продемонстрировала мне реконструкцию альваресзавра (Alvarezsaurus), специализированного пожирателя насекомых и термитов, у которого кости кисти срослись, образовав пару больших когтей, которыми было удобно раскапывать, например, термитники. У двуногого динозавра дейнохейра (Deinocherius) сформировались огромные, почти трехметровые, передние конечности, оснащенные тремя длинными когтями. Несмотря на устрашающие «руки», давшие этому виду название, означающее на греческом языке «ужаснорукий», это существо было, скорее всего, насекомоядным. Предположительно, с помощью когтей оно подтягивало ветви деревьев к своему беззубому клюву. Занно показала мне и теризинозавра (Therizinosaurus), который, подобно дейнохейру, имел крупные передние конечности, но с длинными уплощенными когтями. У него был также огромный живот, и, возможно, во время кормления он просто сидел. «Более нелепого двуногого существа я еще не видела», – сказала она.

Возможно, у теризинозавра было то, что отличало и многих других двуногих тероподов, таких как велоцираптор и овираптор (Oviraptor), – перья. Освободившиеся от участия в передвижении передние конечности могли быть использованы для решения самых разных задач. С их помощью можно было собирать пищу. Можно было превратить их в украшение для привлечения брачного партнера. Овираптор, вероятно, прикрывал оперенными передними конечностями кладку яиц в гнезде. Другим динозаврам перья могли помогать сохранять тепло тела. Со временем перья стали использоваться для парения, а затем и для активного полета. Около 66 млн лет назад большинство динозавров вымерло, но некоторые оперенные двуногие выжили.

Динозавры помогают нам понять по крайней мере один факт о нас самих: прямохождение освобождает руки от необходимости поддерживать вес тела – и, когда это происходит, могут развиться всевозможные инновации. Разумеется, у птиц передние конечности по-прежнему служат главным образом для передвижения, а именно – для полета. Однако некоторые птицы, например эму, страусы, реи и казуары, не используют их с этой целью. Все нелетающие птицы пользуются для передвижения ногами. Как и люди, они ходят и бегают по земле на двух ногах. Правда, в отличие от людей, бегают они очень быстро.

Страусы способны бежать со скоростью свыше 64 км/ч, тогда как быстрейшим людям удается развить скорость в лучшем случае вполовину меньше. В стопе и голени этих крупных птиц нет мышц, только длинные сухожилия, которые растягиваются, запасая упругую энергию, и сжимаются, толкая птицу вперед. Мышцы у них располагаются высоко в бедрах, отчего нога напоминает метроном, масса которого находится далеко от раскачивающегося кончика. Такое анатомическое строение позволяет этим птицам передвигать ноги с невероятной скоростью. У людей сухожилия стоп и ног длиннее, чем у человекообразных обезьян, но, по сравнению с эму и страусами, наши ноги гораздо более мускулистые. Поэтому мы не можем так же быстро их переставлять.

Стопы человека и страуса имеют еще одно важное различие. У человека пятка касается земли, мы отталкиваемся ею. Крупные нелетающие птицы ходят на цыпочках с поднятой пяткой. Это превращает стопу птицы в пружину. Некоторым людям кажется, что колени птиц гнутся в другую сторону. Это не так: сустав, располагающийся примерно там, где у человека находится колено, это высоко поднятый голеностопный сустав птиц, и сгибается он в ту же сторону, что и у нас.

Почему у птиц и людей настолько различающаяся анатомия, если и те и другие перемещаются на двух задних конечностях? Потому что эволюция способна работать только с уже сформировавшимися ранее структурами. Мы не созданы с чистого листа. Мы модифицированные человекообразные обезьяны, и, по сравнению с птицами, являемся двуногими лишь очень короткий период времени.

Всего несколько миллионов лет назад наши предки еще лазали по деревьям, и их подвижные мускулистые стопы были прекрасно приспособлены для хватания за стволы и ветви. Птицы – существующие до сих пор звенья в неразрывной цепи эволюции прямоходящих животных, протянувшейся в глубь времен по меньшей мере на 245 млн лет. В эволюционном смысле они мастера бипедальной локомоции, а мы всего лишь неуклюжие новички.

Прямохождение развивалось в разных эволюционных линиях, от древних ящериц и крокодилов до тираннозавра и птиц. Есть ли между ними что-то общее, что помогло бы раскрыть тайну нашего хождения на двух ногах?

В каждом случае, будь то христова ящерица или велоцираптор, переход к бипедализму прежде всего связан со скоростью. Даже испуганные тараканы поднимаются и бегут на двух задних лапках. Может ли быть, что древние люди тоже начали ходить на двух ногах ради скорости? Ответ, без сомнения, отрицательный. Бегающая на четырех лапах шимпанзе легко развивает ту же скорость, что и спринтеры-олимпийцы, посвятившие долгие годы тренировкам. Самая быстрая обезьяна, мартышка-гусар (Erythrocebus patas), с большим отрывом победила бы на Олимпиаде в беге на 100 м, но двуногой ее никак не назовешь. Освоив прямохождение, мы не выиграли в скорости, даже наоборот.

Так почему мы на двух ногах бегаем медленнее в отличие от велоцираптора, освоившего бипедализм ради скорости? Оказывается, все дело в хвосте.

Исследователи из Университета Альберты обнаружили, что длинные хвосты динозавров помогали им развивать большую скорость{51}51
  W. Scott Persons and Philip J. Currie, «The Functional Origin of Dinosaur Bipedalism: Cumulative Evidence from Bipedally Inclined Reptiles and Disinclined Mammals,» Journal of Theoretical Biology 420, no. 7 (2017), 1–7. Персонс написал мне по электронной почте: «Большие мышцы хвоста не уникальная черта бипедальных динозавров (они были почти у всех динозавров). Однако наличие мышц хвоста означает, что если вы начинаете эволюционировать в сторону быстроногости, то имеете естественную предрасположенность к бипедальности». Иными словами, благодаря этим мышцам задние ноги работают эффективнее передних. Следовательно, чтобы максимально использовать мощь хвостовых мышц, естественный отбор будет благоприятствовать удлинению задних ног у быстроногих динозавров и исключению из этой схемы передних.


[Закрыть]. Мощные мышцы хвоста бипедальных динозавров прикреплялись к задним ногам и дополнительно их усиливали. Вспомните позу умного велоцираптора из «Парка юрского периода» или бегущий скелет тираннозавра из фильма «Ночь в музее»{52}52
  Как выясняется, тираннозавр, вероятно, не мог бегать так быстро, как заставил нас поверить Голливуд. См.: Brusatte, The Rise and Fall of the Dinosaurs, 210–212.


[Закрыть]. Хвост сгибается, голова устремляется вперед – и животное срывается с места.